AEDT Icepak의 Electro-Thermal 2-way 연성해석

전기전자 장비에서 발열은 내구성, 안정성뿐만 아니라 제품의 성능에도 영향을 미친다. 특히나 요즘은 전자제품들의 고집적화 및 소형화로 냉각 설계의 중요성이 더욱 더 커지고 있다. 이를 해석적으로 접근하려면 전자기장 솔버(Electromagnetic Solver)에서 계산된 손실을 아이스팩(Icepak)에 발열량으로 적용하여 계산하는 Electro-Thermal 연성해석이 필요하다. 앤시스에서는 EM 솔버 사용자에게 친숙한 환경인 ANSYS Electronics DeskTop에서 냉각 해석을 할 수 있는 AEDT Icepak을 출시하였다. 이를 통해 이전에는 불가능했던 Single-Window Electro-Thermal 연성해석이 가능해졌다.

■ 조현욱 | 태성에스엔이의 매니저로, 전기전자반도체 산업군의 유동해석 기술지원을 맡고 있다.
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1. Electro-Thermal 연성해석이란
Electro-Thermal 연성해석은 <그림 1>의 개략도와 같이, ‘Input Signal = Output Signal + Heat(Q)’로 모든 손실은 열로 변환된다는 가정으로 접근한다. 실제 물리적인 현상을 보면 빛 또는 소음이 발생할 수 있지만, 극소량이기 때문에 이는 무시할 수 있다. 해석적으로 접근하는 방법은 EM 솔버에서 전자기적 특성과 그에 따라 발생하는 손실이 계산되는데, 계산된 손실을 아이스팩의 발열량으로 적용하여 방열(=냉각) 해석을 하는 것이 Electro-Thermal 연성해석이다. 여기서 방열되는 Heat(Q)는 아이스팩에서 전도, 대류, 복사 모델을 통해서 온도로 계산된다.

 

그림 1. Electro-Thermal 연성해석 개략도