電子組件的電熱建模與可靠性預測（二）

　　REBECA-3D在建模方面的第一個(gè)優(yōu)勢是降低了維數：三維問(wèn)題被降階為一組二維問(wèn)題，只需進(jìn)行表面結合即可。盡管傳導性能取決于溫度情況，也不需要進(jìn)行內部幾何的網(wǎng)格劃分，不需要任何內部未知量和內部網(wǎng)格分割。因此，無(wú)需進(jìn)行離散化處理就可將邊界溫度和流量計算出來(lái)。而且，REBECA-3D在降低問(wèn)題維數的同時(shí)并沒(méi)有犧牲精度和可靠性。

　　維數的降低為經(jīng)典數值方法提供了新的可能性：

　　(a) 由于沒(méi)有任何內部結合，研究包括不同比例因子元(如，硅片厚度與元件長(cháng)度之比)在內的一些問(wèn)題也變得很容易。因此，不需要對體積進(jìn)行精確的網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格長(cháng)度常常符合一個(gè)細小表面的幾何級數。

　　(b) 由于沒(méi)有任何內部網(wǎng)格劃分，產(chǎn)生運行問(wèn)題所需的數據變得很容易，從而簡(jiǎn)化了模型。對于同一精確程度的結果，REBECA-3D所需網(wǎng)格數量的重要性常常比經(jīng)典方法要低上一百倍。

　　4. 參數研究

　　REBECA-3D另一個(gè)有吸引力的優(yōu)點(diǎn)是，它使得通過(guò)極少量計算而迅速方便地進(jìn)行大量靈敏度研究變得更為可能。因此在表征過(guò)程中，可以通過(guò)很少的計算來(lái)來(lái)進(jìn)行參數研究。這一點(diǎn)對于設計階段和了解系統特別關(guān)鍵。因此，有可能可以根據不同參數對研究進(jìn)展的影響在它們之間創(chuàng )建一個(gè)層次結構。通過(guò)結合高性能的數學(xué)技巧和一種基于對象概念的方法，REBECA-3D成為一種特別適合進(jìn)行參數研究的工具。對邊界元模型的修改完全是本地的，網(wǎng)格劃分也可以非常迅速地進(jìn)行修改。

　　由于REBECA-3D同時(shí)計算溫度和流量，其結果比使用其他數值方法更為精確。結果的精度也通過(guò)使用經(jīng)典數值方法(F.E.M和F.D.M)進(jìn)行的測試以及與實(shí)驗結果(液晶法、標準紅外熱像儀系統、專(zhuān)用實(shí)驗裝置)的比較得到了證明。上述優(yōu)點(diǎn)帶來(lái)的其他結果是：(a) 減少了計算時(shí)間。前面所述各點(diǎn)的結果就是，與其他軟件(詳細技術(shù)內容參見(jiàn)文獻2和文獻3)相比，REBECA-3D節省了時(shí)間。(b) 容易與其他軟件合成。由于傳導是在邊界水平進(jìn)行處理，因此很容易將REBECA-3D與其他熱軟件結合起來(lái)，以便研究關(guān)聯(lián)復合的熱問(wèn)題。如包含多次反射的輻射、具有流體力學(xué)結構的對流等。

　　REBECA-3D的用途

　　REBECA-3D獨立地應用在許多領(lǐng)域，用來(lái)解決大量的傳導問(wèn)題。在電子器件領(lǐng)域，從晶體管一級到PCB一級都可使用REBECA-3D。例如，可以用它來(lái)表征PCB上的元器件固化后對封裝接點(diǎn)溫度的影響。相應的模型考慮了5個(gè)尺寸因子，如：硅片的厚度為幾個(gè)微米，PCB的長(cháng)度為幾個(gè)厘米。

　　對于電子元件，REBECA-3D可用于以下多種目的： (a) 工作和設計優(yōu)化：包括晶體管、元器件和PCB; (b) 熱性能表征; (c) 數據手冊驗證：Rthja(與周?chē)h(huán)境相關(guān))、Rthjc (與應用場(chǎng)合相關(guān))、瞬態(tài)熱阻抗、標準JEDEC環(huán)境、故障測試(AATC、LLTC); (d) 可靠性與性能改進(jìn)：熱工作范圍距離;