СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2012

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Для ускорения решения системы уравнений был разработан эффек тивный алгоритм, позволяющий рас считывать мощности всех источни ков за один проход. М ОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ЭМ Моделируемый электронный мо дуль содержит МПП, состоящую из 13 слоёв, на поверхностях которой установлено 20 микросхем и четыре конструктивных элемента крепления ЭМ к корпусу электронной системы (см. рис. 2 и 3). Этапы задания исходных данных для моделирования температурных полей ЭМ в программном комплексе STF ElectronMod приведены на рисунках 4–7. Общие параметры конструкции ЭМ, такие как температура среды, усло вия теплообмена и геометрические размеры конструкции МПП по осям X и Y, задаются в диалоговом окне, пока занномна рисунке 4. Задание парамет ров слоёв (толщина, теплопровод ность, последовательность) показано на рисунке 5, параметров МС – на ри сунке 6 и параметров пассивных эле ментов – на рисунке 7. Результаты моделирования темпе ратурных полей в виде цветных ли ний уровня, полученные с помощью программного комплекса STF Elec tronMod и совмещённые с топологией МС и ЭРЭ на МПП, приведены на ри сунках 8 и 9. Наибольшие значения температуры (показаны ярко жёлтым цветом с пе реходом к белому), как и следовало ожидать, наблюдаются в местах распо ложения двух наиболее мощных мик росхем (S1 и S3 на поверхности МПП) с двух сторонМПП. При этомнаимень шие значения температуры (показаны тёмно коричневым цветом) соответ ствуют стокам тепла, которыми явля ются элементы крепления МПП к кор пусу электронной системы. Поля тем пературы, как следует из рисунков 8 и 9, довольно сильно рассеиваются от наиболее мощных микросхем к пери ферии, захватывая близлежащие эле менты и тем самым оказывая на них тепловое влияние, приводящее к неже лательному нагреванию. Рассеивание тепловых потоков по конструкции МПП зависит в основ ном от количества и толщины мед ных слоёв, входящих в МПП. Поэтому на поверхности МПП за пределами зон влияния наиболее мощных МС и ЭРЭ следует располагать элементы, имеющие наибольшую чувствитель ность к температуре. При этом грани цы зон влияния для конкретной конструкции ЭМ могут быть эффек тивно и адекватно рассчитаны с по мощью программного комплекса STF ElectronMod. З АКЛЮЧЕНИЕ Разработанный программный ком плекс STF ElectronMod успешно при меняется для теплового проектирова ния конструкций ЭМ любой сложнос ти, с учётом реальных особенностей конструкцийМС, ЭРЭ, условий их мон тажа на МПП с неограниченным чис лом слоёв. Особенностью программ ного комплекса является наличие гра фического редактора, упрощающего оценивание мест наибольшего нагре 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2012 Рис. 7. Окно задания стоков тепла, расположенных на МПП Рис. 6. Окно задания параметров МС © СТА-ПРЕСС