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圖5：具有兩個組件的PCB的簡單電阻網(wǎng)絡(luò)。

在節(jié)點J1，J2處應(yīng)用能量平衡，b1和b2：

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

有四個方程和四個未知數(shù)：Tj1，Tj2。 Tb1和Tb2。未知數(shù)可以通過求解聯(lián)立方程來確定。這個簡單的例子表明，通過傳導(dǎo)路徑耦合兩個元件，找到結(jié)溫會變得復(fù)雜得多。在實際應(yīng)用中，當遇到具有不同導(dǎo)電平面的多個組件和多個PCB時，情況比上述示例復(fù)雜得多，所有導(dǎo)電平面都通過傳導(dǎo)，對流和輻射相互作用。

為了獲得合理的答案，設(shè)計師必須使用合理的工程判斷來近似不同組件之間的耦合。這可以通過以下方法實現(xiàn)：

方法1 - 使用控制體積法或電阻網(wǎng)絡(luò)模型的分析模型。這種方法需要過度簡化問題;否則解決方案變得非常復(fù)雜和不切實際。

方法2 - 在簡化幾何上使用CFD，如Guenin ［4］所述。該方法表明組件的等效表面積為：

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

其中An是組件的等效占位面積，Pn是組件的功耗，PTotal是總功耗，ATotal是PCB的總表面積。在計算等效占位面積之后，可以使用CFD模擬具有占位面積An和功耗為1瓦的單個元件的簡單PCB。此過程可有效計算電路板溫度與環(huán)境溫度（θBA）之間的差值，功耗為1瓦。圖6顯示了一個這樣的元件的CFD模擬，圖7顯示了θBA作為PCB尺寸的函數(shù)。圖7可用于通過簡單計算其有效占地面積來確定其他組件的θBA。假設(shè)所有組件具有相同的占位面積。

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

圖6：PCB上單個組件的CFD模擬

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

圖7：作為PCB尺寸 4 的函數(shù)的ΘBA分布。

《 p》電路板溫度可以計算如下：

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

結(jié)溫可以計算為：

PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案

其中ψJB是特征參數(shù)。

方法3 - 如果PCB可用，通過實驗測量電路板溫度TB，并使用公式8來查找結(jié)溫。同樣，這是近似值，因為器件耦合到PCB的條件可能與JEDEC測試板使用的條件完全不同。

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