PTC封装结构热管理模拟研究

• 作者: 何鹏 张墅野 杜轩宇 林铁松
• 来源期刊: 电子与封装
• 学科: 工学
• 关键词: PTC元件 电子封装 散热能力 仿真模拟 发热功率
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 封装、组装与测试
• 页码范围: 10-21
• 页数: 12页
• 分类号: TN305.94
• 语种: 中文
• DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2020.1203

摘要

PTC发热元件因其恒温发热能力和安全性逐渐取代传统金属发热元件,在汽车空调等领域拥有广阔的应用前景.但用于PTC发热元件封装结构的硅胶粘剂热导率极低,导致封装结构散热能力较差,元件工作温度高,这会对元件功率和寿命产生不利影响.因此,对PTC发热元件封装结构进行热管理研究有着很强的必要性.利用COMSOL Multiphysics模拟仿真软件对PTC封装结构进行了热管理模拟计算,通过不同参数下结构温度分布研究了BaTiO3陶瓷分布阵列、胶层厚度、胶体热导率和冷却条件对PTC封装结构散热能力的影响.模拟结果显示,BaTiO3陶瓷3x3分布阵列相比于9×1阵列而言,可使PTC封装结构具有更高的散热能力;胶体热导率越高、胶层厚度越小、冷却液流速越快、封装结构散热能力越强,而冷却液温度对封装结构散热无明显影响.最后结合理论分析,提出了提高封装散射结构的新方案,即将BaTiO3陶瓷9×1分布阵列改为3×3阵列,使用更高热导率的硅胶,减小胶层厚度,提高冷却液流速.新方案可提高封装结构散热能力,进而提高发热元件功率和寿命.