例題28

ヒートシンク境界条件を用いた熱抵抗値モデル(定常解析)

本例題について

  • 基板上で一定の発熱量で発熱するICを、熱抵抗値が既知のヒートシンクを使って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

熱伝導解析[Watt]

解析の種類

定常解析

解析オプション

なし

 

モデル図

基板(VOL1))とIC(VOL2)とヒートシンク(HeatSink)をソリッドボディで定義します。

外部境界条件は、自然対流を設定します。

また、ICの上にヒートシンクの熱伝達を解析するために、VOL1天面に境界条件「ヒートシンク」を設定します。

 

 

 

 

ボディ属性および材料の設定

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※

2.0

1/Solid

VOL2

001_アルミナ※

2.0

※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

以下のように境界条件を設定しています。

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

熱伝達・対流

自然対流(係数自動計算)

室温(環境温度) 25 [deg]

BC_Heatsink/Face

熱伝達・対流

ヒートシンク

熱抵抗値 17 [deg/W]

室温(環境温度) 25 [deg]

 

 

 

解析結果

基板とIC部の温度分布の解析結果を示します。

 

ICの表面温度が40度になっていることがわかります。ヒートシンク境界条件を削除して外部境界条件を自然対流(係数自動計算)にした場合、ICの表面温度が93度となり、

ヒートシンクの効果によって熱が放熱されていることがわかります。

 

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