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Thermal Analysis

PCB 열해석 TRM (Thermal Risk Management)

TRM 개발전략

독일 Adam Research사에서 PCB보드의 열해석, 전류밀도, 열전도율, 전기전도율을 해석하기 위해 개발된 Simulation Software로 쉬운 사용밥법뿐 아니라, 해석속도가 빠르며, 정확한 결과의 해석목적을 추구하고 있습니다.

Feature

Output : 정확도 (편차 < 5% ) 고해상도 (<200 mu) 온도(deg ℃), 전류밀도(A/㎟), 전력밀도(mW/㎟), 전압(V) Electric Conductivity(S/m), Thermal Conductivity(W/mK)

열해석 필요성

관련부품 및 제품은 소형화, 고출력화, 고실장화 되고 있기 때문에 단위면적당 열밀도 증가가 가속화되고 있고, 많은 주변기기의 과부하, 다양화, 고출력, 고성능화는 열문제를 야기하고, 기본적으로 방열판과 냉각팬을 장착하게됩니다. 사용도중 다운되거나 제 성능의 80~90% 정도 밖에 속도를 내지 못하는 것도 결국 열문제로 대부분 전자기기 고장원인의 55%가 열문제이며, 이를 해결하기 위해 시스템 내의 PCB에서 열 설계를 고려 할 수 있습니다.

전자제품을 움직이는 PCB에는 각종 부품(저항, 콘덴서, 다이오드, TR, IC 등)이 사용되고 있고, 소자의 접합부 온도(Junction Temperature)가 150℃를 넘어서면 고장률이 급격히 증가합니다. 접합부 온도의 최대값은 재질에 따라 실리콘(si)계는 150℃, 게르마늄(Ge)계는 85℃로 실리콘 소자는 약 175℃를 넘으면 파괴되며, 파괴되지 않더라도 접합부 온도가 10℃ 오르는 것만으로도 신뢰성이 거의 반으로 줄기 때문에 접합부 온도는 최대한 낮은 편이 좋습니다. 통상 접합부 온도는 최대값의 20~30% 정도 낮은 온도에서 동작하도록 열설계를 하고 있습니다.

열문제에 접근하는 방법으로는 실험과 수치해석적 방법이 있는데 실험은 점차 빨라지는 제품 Life-cycle에 비추어 볼 때 현실성이 결여되고 초기 설계단계에서 수치해석적 CAE 방법이 채택됩니다.

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