熱解析    

解析概要

背景	電子基板は、発熱源が熱を持つことで、周囲の部品に与える影響は大きく、結果として変形することがあります。 電子機器を開発するにあたり、発熱源に発生する熱量を荷重条件として、材料の熱伝導率の特性から形状に発生する温度分布を計算し、温度分布のデータから周囲の温度との差で発生する変形量を計算します。 熱解析により、設置環境や発熱による不具合を未然に防ぐ必要があります。

目的	電子基板の発熱による変形を検証します。
解析モデル	電子基板
材料	基盤 ABSプラスチック その他 アルミニウム
荷重	発熱源に1Wの熱量
拘束	対角にあるボルト穴を拘束

解析結果

熱源の下面に40度の温度上昇がみられ、この結果から周囲温度を20度とした場合の熱変形では、最大0.5㎜の変位が発生しました。

対策

対角のボルト穴拘束だけでは、基盤が浮いてしまうため、4隅を拘束したモデルで検証しました。
最大変位量を0.16㎜と減少させることができました。

結論

検証結果では、最大変位量が0.16㎜と減少させることはできました。実際には、基盤単独の結果だけではなく、冷却ファンなどを設置して、温度上昇を抑えるという検討が必要です。冷却ファンの効果を検証するには、熱流体解析を実施する必要があります。