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優(yōu)勢是降低了維數(shù)：三維問題被降階為一組二維問題，只需進行表面結(jié)合即可。盡管傳導性能取決于溫度情況，也不需要進行內(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，無需進行離散化處理就可將邊界溫度和流量計算出來。而且，REBECA-3D在降低問題維數(shù)的同時并沒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，硅片厚度與元件長度之比)在內(nèi)的一些問題也變得很容易。因此，不需要對體積進行精確的網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格長度常常符合一個細小表面的幾何級數(shù)。

　　(b) 由于沒有任何內(nèi)部網(wǎng)格劃分，產(chǎn)生運行問題所需的數(shù)據(jù)變得很容易，從而簡化了模型。對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另一個有吸引力的優(yōu)點是，它使得通過極少量計算而迅速方便地進行大量靈敏度研究變得更為可能。因此在表征過程中，可以通過很少的計算來來進行參數(shù)研究。這一點對于設計階段和了解系統(tǒng)特別關(guān)鍵。因此，有可能可以根據(jù)不同參數(shù)對研究進展的影響在它們之間創(chuàng)建一個層次結(jié)構(gòu)。通過結(jié)合高性能的數(shù)學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行參數(shù)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行修改。

　　由于REBECA-3D同時計算溫度和流量，其結(jié)果比使用其他數(shù)值方法更為精確。結(jié)果的精度也通過使用經(jīng)典數(shù)值方法(F.E.M和F.D.M)進行的測試以及與實驗結(jié)果(液晶法、標準紅外熱像儀系統(tǒng)、專用實驗裝置)的比較得到了證明。上述優(yōu)點帶來的其他結(jié)果是：(a) 減少了計算時間。前面所述各點的結(jié)果就是，與其他軟件(詳細技術(shù)內(nèi)容參見文獻2和文獻3)相比，REBECA-3D節(jié)省了時間。(b) 容易與其他軟件合成。由于傳導是在邊界水平進行處理，因此很容易將REBECA-3D與其他熱軟件結(jié)合起來，以便研究關(guān)聯(lián)復合的熱問題。如包含多次反射的輻射、具有流體力學結(jié)構(gòu)的對流等。

　　REBECA-3D的用途

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

　　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(shù)據(jù)手冊驗證：Rthja(與周圍環(huán)境相關(guān))、Rthjc (與應用場合相關(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：熱工作范圍距離;