例題6

自然対流による基板上のICの放熱

本例題について

  • 基板上で一定の発熱量で発熱するICを自然対流で放熱させる定常解析例を示します。
     

  • 温度分布や熱流束ベクトルを解析結果として見ることができます。
     

  • 表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
     

 

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

mm

 

解析条件

項目

条件

ソルバ

流体解析[Bernoulli]

熱伝導解析[Watt]

解析の種類

流体解析:定常解析

熱伝導解析:定常解析

層流/乱流

乱流をチェック

オプション

浮力を考慮する(自然対流)をチェック

壁表面の積層メッシュ設定(全体設定)

自動生成パラメータ

想定温度差:50[deg]

メッシュ設定

標準メッシュサイズ:10[mm]

モデル図

直方体のソリッドボディを定義し、空気(000_空気)の材料を設定します。

外部境界条件を使用し、流入/流出:自然流入/流出を設定します。

内部に基板(VOL1))とIC(VOL2)をソリッドボディで定義します。

 

  

 

ボディ属性および材料、メッシュサイズの設定

ボディ No./ボディタイプ

ボディ属性名

材料名

メッシュサイズ

0/Solid

VOL1

006_ガラスエポキシ※

0.2

1/Solid

VOL2

001_アルミナ※

0.2

2/Solid

Air

000_空気※

※材料データベースを利用

 

発熱量タブにてIC(VOL2)を以下のように設定しています。

ボディ属性名

タブ

設定

VOL2

発熱量

1W

境界条件

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

外部境界条件

熱流体

流入/流出

自然流入/流出

流入温度:環境温度を使用する(25[deg])

 

解析結果

温度分布の解析結果を示します。

基板とICの温度分布が見やすいように、空気ボディを選択し、右クリックメニューから「ボディのフィールドを非表示」を選択し、空気領域のフィールドを非表示にしています。

IC部の温度が高くなっていることが確認できます。

 

 

 

次に、x=0の断面を表示します。ここでは空気ボディも再表示しています。

ICの上方に温度の高い領域があり、主に情報に熱が伝わっている様子が確認できます。

 

 

次に、解析タイプを熱伝導解析から流体解析に切り替え、流速ベクトル図を表示します。

ベクトル図の描画設定は、3Dベクトルオフにして表示しています。

ICにより暖められた空気が上方へ移動している様子が確認できます。

 

 

 

まずはFemtetを試してみたい

試用版はこちら

もっとFemtetについて詳しく知りたい

イベント・セミナー情報はこちら