電子組件的電熱建模與可靠性預(yù)測(cè)（二）

　　REBECA-3D在建模方面的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是降低了維數(shù)：三維問(wèn)題被降階為一組二維問(wèn)題，只需進(jìn)行表面結(jié)合即可。盡管傳導(dǎo)性能取決于溫度情況，也不需要進(jìn)行內(nèi)部幾何的網(wǎng)格劃分，不需要任何內(nèi)部未知量和內(nèi)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(jì)算出來(lái)。而且，REBECA-3D在降低問(wèn)題維數(shù)的同時(shí)并沒(méi)有犧牲精度和可靠性。

　　維數(shù)的降低為經(jīng)典數(shù)值方法提供了新的可能性：

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

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

　　4. 參數(shù)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(jì)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(jì)算來(lái)來(lái)進(jìn)行參數(shù)研究。這一點(diǎn)對(duì)于設(shè)計(jì)階段和了解系統(tǒng)特別關(guān)鍵。因此，有可能可以根據(jù)不同參數(shù)對(duì)研究進(jìn)展的影響在它們之間創(chuàng)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。通過(guò)結(jié)合高性能的數(shù)學(xué)技巧和一種基于對(duì)象概念的方法，REBECA-3D成為一種特別適合進(jìn)行參數(shù)研究的工具。對(duì)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(jì)算溫度和流量，其結(jié)果比使用其他數(shù)值方法更為精確。結(jié)果的精度也通過(guò)使用經(jīng)典數(shù)值方法(F.E.M和F.D.M)進(jìn)行的測(cè)試以及與實(shí)驗(yàn)結(jié)果(液晶法、標(biāo)準(zhǔn)紅外熱像儀系統(tǒng)、專用實(shí)驗(yàn)裝置)的比較得到了證明。上述優(yōu)點(diǎn)帶來(lái)的其他結(jié)果是：(a) 減少了計(jì)算時(shí)間。前面所述各點(diǎn)的結(jié)果就是，與其他軟件(詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容參見(jiàn)文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3)相比，REBECA-3D節(jié)省了時(shí)間。(b) 容易與其他軟件合成。由于傳導(dǎo)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(jié)合起來(lái)，以便研究關(guān)聯(lián)復(fù)合的熱問(wèn)題。如包含多次反射的輻射、具有流體力學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)流等。

　　REBECA-3D的用途

　　REBECA-3D獨(dú)立地應(yīng)用在許多領(lǐng)域，用來(lái)解決大量的傳導(dǎo)問(wèn)題。在電子器件領(lǐng)域，從晶體管一級(jí)到PCB一級(jí)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(duì)封裝接點(diǎn)溫度的影響。相應(yīng)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(zhǎng)度為幾個(gè)厘米。

　　對(duì)于電子元件，REBECA-3D可用于以下多種目的： (a) 工作和設(shè)計(jì)優(yōu)化：包括晶體管、元器件和PCB; (b) 熱性能表征; (c) 數(shù)據(jù)手冊(cè)驗(yàn)證：Rthja(與周圍環(huán)境相關(guān))、Rthjc (與應(yīng)用場(chǎng)合相關(guān))、瞬態(tài)熱阻抗、標(biāo)準(zhǔn)JEDEC環(huán)境、故障測(cè)試(AATC、LLTC); (d) 可靠性與性能改進(jìn)：熱工作范圍距離;