Современная электроника №7/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 Запустим расчёт проекта, а затем визуализируем области смещения, вызванного тепловым расширением. Для этого выделим список Results, пра- вой кнопкой мыши откроем контекст- ное меню и выберем в нём пункт 3D Plot Group. В результате чего в списке Results появится новый элемент, в контекстном меню которого выберем пункт Surface для исследования распределения рас- сматриваемого параметра на поверхно- сти модели. В окне настройки анализа в поле Expression введём переменную, которая описывает тепловое расши- рение (solid.disp), в поле Unit укажем единицы измерения (mm) и нажмём на кнопку Plot. В результате в графи- ческом окне программы на поверхно- сти модели в виде цветовой заливки отобразятся области локального сме- щения, вызванного тепловым расши- рением (см. рис. 11). Зона максималь- ного расширения на карте определена красным цветом. Теперь добавим сведения о дефор- мации. В списке Results/3D Plot Group выделим элемент Surface, правой кноп- кой мыши вызовем контекстное меню и выберем в нём пункт Deformation. Полу- ченные результаты анализа представле- ны на рисунке 12. Как видно из рисунка, превышение максимально допустимой температуры эксплуатации радиоком- понента может привести не только к его деформации, но и к деформации печатной платы, на которую он уста- новлен. В результате этого радиоком- понент может работать некорректно или совсем выйти из строя. На рисун- ке 12а показана деформация резисто- ра, определяемая тепловым удлинени- ем и сдвигом компонента на плате по оси Х, а на рисунке 12б – деформация, определяемая изгибом печатной пла- ты. Визуализация областей смещения, Рис. 12. Исследование деформации резистора (а) и интегральной микросхемы (б) при превышении максимально допустимой температуры эксплуатации Рис. 10. Добавление в проект COMSOL физического интерфейса Solid Mechanics и его настройка Рис. 11. Исследование теплового расширения резистора вызванного тепловым расширением, и деформации транзистора при указан- ных выше настройках представлена на рисунках 13. Экспериментальные данные, полу- ченные в результате анализа, предо- ставляют разработчику информацию о состоянии исследуемой модели и процессах, которые в ней происхо- дят. Данная информация будет полезна при прогнозировании распределения тепловых полей в конструкции элек- тронного устройства и позволит сво- евременно предотвратить недопусти- мые перегревы. Заключение При проектировании современных электронных устройств разработчик всё чаще сталкивается с необходимо- стью исследования происходящих в нихфизических процессов, что невоз- можно без аналитических или числен- ных расчётов. Проведение расчётов позволяет прогнозировать распреде- ление тепловых полей в конструкции и своевременно предотвращать недопу- стимые перегревы. Численные методы, применяемые в специальных програм- мах, требуют значительных вычисли- тельных и временных ресурсов, но при а б