电路组件热仿真建模方法研究与热设计

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电路组件的集成度越来越高，热流密度随之大幅增加，而且越来越趋于小型化、微型化，使用环境也越来越趋于复杂化，散热成为制约电子电路技术发展的瓶颈，为适应现代电路组件的冷却需要而迅速发展起来的热分析及热设计技术，受到广泛重视。在电子设备的开发过程中，采用计算机仿真手段对电路组件温度场、热应力进行分析，并对其进行热设计，可极大的缩短产品研发周期，并且很大程度上提高经济性及可靠性。基于此，本文对电路组件温度场及热应力的仿真建模方法进行了研究，并对电路组件常用散热组件热设计及元器件布局优化进行了研究。具体工作包括：
　　（1）研究了电路组件温度场的仿真建模方法。总结了数值传热学几种常见的数值方法，对有限体积法进行重点介绍；总结了几种常用的复杂元器件传统建模方法，提出了基于修正发射率的改进建模方法，通过上述几种建模方法在电源组件温度场仿真中的对比，得到基于修正发射率的复杂元器件建模方法的优点及适用范围。
　　（2）研究了电路组件热应力的仿真建模方法。总结了热弹性力学基本方程，介绍了有限元法求解热应力的基本原理；通过对六种建模方法的对比，提出了螺栓的最佳等效建模方法；提出了引脚及焊点的等效建模方法，以简化的电源组件模型为例，对引脚及焊点处的热应力进行了分析。
　　（3）研究了电路组件常用散热组件的热设计及元器件的布局优化。研究了电路组件常用散热组件的热设计，包括风道、风扇及热管散热器，获得影响上述散热组件散热效果的因素，得出了各散热结构物理参数与散热效果的影响关系，并由此提出提高散热效果的方法或各个参数的最佳使用范围；对PCB板上的片式多层陶瓷电容器进行失效分析，找出失效原因，并对PCB板上元器件进行布局上的优化，由此提出了元器件布局的一般规律。

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作者
高山;
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作者单位

电子科技大学;

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授予单位电子科技大学;
学科机械制造及其自动化
授予学位硕士
导师姓名杜平安;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类设计、分析、计算;
关键词
电路组件; 热应力; 仿真建模; 布局优化;

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