تعیین ضخامت بهینه چسب جهت اتصال برد الکترونیکی سامانه های فضایی به گرماگیر با کمترین مقاومت حرارتی، توسط تحلیل المان محدود

در فرآیند مونتاژ و ساخت سامانه های فضایی چسب یکی از مواد مهم و حساس میباشد. به منظور انتخاب بهینه چسب موردنیاز، ابتدا بایستی خواص مختلف چسبها موردبررسی قرار گیرد و متغیرهای مهم در نوع کاربرد موردنظر تعیین گردد. چسبهای مورد استفاده در کاربردهای فضایی باید به دلیل کارکرد در خلاء دارای خواص گازپرانی کم، مقاوم در برابر اشعه ماورا بنفش خورشید و اکسیژن اتمی، انعطاف پذیر و ضربه گیر، تحمل سیکلهای حرارتی و هدایت حرارتی و الکتریکی موردنظر و ... باشند. در زیرسیستمهای قدرت سامانه های فضایی و ماهواره ها اتصال بردهای الکترونیکی با تلفات بالا روی گرماگیر وسازه، نیاز است که چسب هادی حرارت باشد تا از تجمع حرارت روی قطعه جلوگیری کرده، قابلیت اطمینان و طول عمر کاری را بالاتر ببرد. در این پژوهش، تحلیل المان محدود حرارتی اتصال برد الکتریکی یک مبدل الکتریکی مورد استفاده در سامانه فضایی به گرماگیر، مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور ابتدا برای بیان صحت تحلیلهای انجام داده یک مثال از استانداردIPC 2152 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته شد سپس اجزاء و قطعات نیمه هادی برد الکترونیکی در نرمافزار آباکوس شبیه سازی شده و بارگذاریهای حرارتی مربوطه به آنها اعمال شد. در این تحلیل اتصال چسب با ضخامتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه خروجی شبیهسازیها، نتایج نشان داد که در تمام قطعات نیمه هادی، دما از سطح به عمق با شیبی متناسب با ضریب هدایت حرارتی قطعات کاهش مییابد و ماکزیمم دما در بین قطعات نیمه هادی مبدل در همه تحلیلها، مربوط به دیود میباشد. با کاهش ضخامت چسب ، مقدار ماکزیمم دما کاهش یافته و همچنین در این تحلیل ضخامت بهینه چسب اتصالی حدود 30میکرومتر مشخص شد.

Keywords:

چسب , برد الکترونیکی , تحلیل المان محدود , دما , مقاومت حرارتی