수치해석을 이용한 PCB 전력 무결성의 열과 전기적 해석에 대한 연구

Abstract

최근 반도체 제조기술의 발달로 인하여 디바이스들은 점점 더 높은 전력을 소비하고, 낮은 전압을 사용하며 빠른 클럭 속도로 동작하고 있다. 그리고 조사에 따르면 전자제품의 주요 고장 원인이 열에 의해 발생하는 것으로 밝혀졌다. 이런 추세로 인해 기존의 발전소와 같은 분야에서 취급하던 방열 해석이 전자 전기 산업분야에서도 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 현재까지 전자제품의 전기적 해석, 열 유동해석은 서로 독립적으로 이루어져왔다. 하지만 위에서 언급한 추세에 따라 각 해석을 상호 독립적으로 수행된 경우 실제와 다른 결과를 나타내는 경우가 증가하고 있다. 이런 문제점은 전기적 해석과 열 유동해석의 연성해석을 통하여 보완할 수 있으며, 그 방법들이 개발 되고 있다. 본 연구에서는 전기적 해석의 관점에서DC IR Drop해석 시 PCB의 온도 데이터의 반영 여부에 따른 결과를 비교하였다. 그리고 열 유동 해석의 관점에서 Joule heating 포함 여부에 따른 PCB온도 분포에 대하여 고찰하였다. 그리고 두 가지 해석의 연성해석을 통하여 신뢰성 있는 PCB 해석을 할 수 있는 방법을 제시하였다.