EO_473

PUBBLIREDAZIONALE Un nuovo metodo per la modellazione della conducibilità termica dei PCB A l termine di un webinar da noi condotto sul tema delle sfide poste dalla modellazione dei PCB multi-layer, la cui complessità è in con- tinua crescita, operando sia mediante un approccio basato sulla conducibilità planare che con il metodo della conducibilità assiale, abbiamo ricevuto dai par- tecipanti una serie di domande molto pertinenti. Con l’intento di fornire risposte più approfondite a tali domande, abbiamo quindi prodotto un apposito white paper, intitolato “Modellazione termica dei PCB me- diante metodi empirici di calcolo della conducibilità”. Nel webinar venivano posti a confronto due distinti approcci di calcolo: quello analitico e quello empirico (Fig. 1). Nella recente release del software di simula- zione termica FloTHERM XT 3D, allo scopo di ottenere una maggiore precisione dei risultati, è stato scelto di utilizzare l’approccio empirico. La conducibilità termica assiale mira a descrivere lo sviluppo del flusso termico attraverso lo spessore del PCB, mentre la conducibilità termica planare si concentra sullo sviluppo del flusso nel piano del PCB, lungo entrambe le direzioni. La differenza principale consiste nel fatto che, nella maggior parte dei casi, i diversi layer del PCB risultano termicamente isolati tra loro, eccezion fatta per quei punti in cui alcuni dei fori di via, solitamente il 10-15% circa, interconnet- tono più strati. Per determinare la conducibilità ter- mica effettiva, si è scelto in questi casi di utilizzare una forma modificata di equazioni basate su serie matematiche. Il particolare modello empirico da noi utilizzato, assolutamente unico, è basato sui risultati dell’analisi del routing di molti PCB. Da ogni PCB sono state estratte ed analizzate molteplici sezioni delle di- mensioni di 10 x 10 mm. Utilizzando FloTHERM XT è stato quindi creato uno studio parametrico, focaliz- zato sull’analisi individuale di ogni singolo layer. Lo studio si è concentrato in particolare sugli strati di conduttore e di dielettrico e sull’impatto delle via in rame (Fig. 2). L’utilizzo del metodo tradizionale, basato su calcoli analitici, ha portato a risultati, in termini di condu- cibilità termica, che si sono rivelati troppo elevati e che potrebbero quindi condurre ad una sottostima delle temperature dei componenti. Il nuovo metodo empirico di calcolo utilizza invece i dati geometrici espliciti del PCB per generare una curva non lineare, che consente di calcolare i valori effettivi di conduci- bilità termica. Paul Blais eAthanasie Munyaneza Mentor, a Siemens Business Fig. 1 – La differenza tra i due metodi di calcolo della conducibilità termica effettiva: quello legato alla frazione del volume e quello empirico. L’approccio empirico fornisce un quadro più dettagliato del comportamento Fig. 2 – Il setup standard per la modellazione utilizzato nel nostro studio consisteva in un singolo layer di PCB, con geometria esplicita del rame Per maggiori dettagli, è possibile scaricare il white paper gratuito “Modellazione termica dei PCB mediante metodi empirici di calcolo della conducibilità” al seguente indirizzo: http://bit.ly/mgcpaper_pcbthermalmodels MENTOR, A SIEMENS BUSINESS 47 - ELETTRONICA OGGI 473 - OTTOBRE 2018