实时热仿真利器:专为结构设计师打造的MSC PICLS工具

电阻器

假设电阻器的发热量为225 mW。我们可以用PICLS预测电阻器温度。电阻的种类是图13.1所示的角形芯片电阻,尺寸为2010(5mm×2.5mm×0.6mm)。

           

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS(5)的图1

                               

图13.1 角形芯片电阻器



电阻器的温度预测  

启动PICLS,从①[尺寸和构成]制作基板(大小和层数适当即可)。接着,单击②[零件]。在对话框中输入芯片抵抗器的大小和发热量,并将其配置在该基板的任意位置。在这个状态下,单击[结果]的话,会显示出如图13.2那样的温度分布。比想象中的温度高很多吧。

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS(5)的图2

图13.2 电阻器的温度分布



封装图形的追加                      

下面加上封装图形吧。从屏幕右上角的工作层单击①L1。接着单击②[布线],在芯片电阻器下用鼠标拖动配置矩形的封装图形(大小合适即可)。然后,再次单击③[结果]。图13.3显示结果。从结果可知零件温度比刚才的下降了。为什么增加封装图形,产生这样的温度差呢?

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS(5)的图3

图13.3 增加封装图形后的温度分布



像芯片电阻器一样的表面安装部件,发热量的大半传到基板。也就是说,基板起到了散热片的作用,越是容易散热的基板,越能降低部件的温度。没有封装图形是极端的例子,不过,温度根据Land的粗细和长度有很大地变化。因此,为了准确地预测部件的温度,不仅仅是发热量(损失)和环境温度,考虑部件周边的Land也重要。        

另外,如果基板自身的温度上升的话,部件温度也会容易上升。如图13.4所示,根据芯片电阻器的配置,由于通过基板相互影响,有时温度会比单体温度高。

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS(5)的图4

图13.4 当两个芯片电阻紧挨时温度变化

     

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS(5)的图5

图13.5 引导插入式电阻器


与此相对,在图13.5所示的引导插入型电阻器中,由于接触基板的面积小,所以通过基板不怎么散热。为此,通过基板的部件间的热干涉变得小,不过,此时芯片电阻器,更多地受到周围的空气的影响。

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