Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40143
Título: Aplicação de inteligência computacional na previsão do resfriamento de componentes eletroeletrônicos em placas de circuito
Título(s) alternativo(s): Application of computational intelligence in predicting of the cooling of electronic components on circuit boards
Autor(es): Spinelli, Arthur Bettoni
Orientador(es): Alves, Thiago Antonini
Palavras-chave: Máquinas para empacotamento
Análise térmica
Redes neurais (Computação)
Inteligência artificial
Invariantes
Packaging machinery
Thermal analysis
Neural networks (Computer science)
Artificial intelligence
Invariants
Data do documento: 17-Dez-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: SPINELLI, Arthur Bettoni. Aplicação de inteligência computacional na previsão do resfriamento de componentes eletroeletrônicos em placas de circuito. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025.
Resumo: O avanço da miniaturização e o aumento da densidade de potência dos componentes eletroeletrônicos têm ampliado os desafios associados ao gerenciamento térmico em placas de circuito impressos. Métodos numéricos tradicionais, embora precisos, podem demandar elevado custo computacional e tempo de processamento em análises envolvendo transferência de calor conjugada. Neste contexto, técnicas baseadas em Inteligência Computacional surgem como alternativas eficazes para prever o comportamento térmico desses sistemas. No presente trabalho, Redes Neurais Artificiais foram aplicadas na previsão das temperaturas associadas ao resfriamento conjugado por convecção forçada e condução de aquecedores discretos montados em placas de circuito impresso em canais. O banco de dados utilizado foi obtido a partir do descritor invariante que consolida o fenômeno conjugado por meio dos coeficientes de influência conjugados agrupados em uma matriz conjugada. Para tal, foram implementadas duas arquiteturas supervisionadas: Redes Neurais Perceptron de Múltiplas Camadas (MLP) e de Funções de Base Radial (RBF), ambas treinadas e avaliadas utilizando métricas de erro. Como entradas para as Redes Neurais foram utilizados o número de Reynolds, a altura relativa dos aquecedores (em relação à altura do canal) e a condutividade relativa entre o substrato e o fluido. Como saída foram encontradas as temperaturas dos aquecedores, as quais se mantiveram em uma faixa de erro percentual médio de 25%. Os resultados encontrados a partir das métricas de Erro Percentual Médio Absoluto (MAPE) e Raiz Quadrática do Erro Médio (RMSE) mostraram um resultado positivo, provando que a utilização das Redes Neurais Artificiais se mostra uma alternativa viável para o trabalho em conjunto com os métodos numéricos tradicionais.
Abstract: The increasing miniaturization and rising power density of electronic components have intensified the challenges associated with thermal management in printed circuit boards. Traditional numerical methods, although accurate, often demand high computational cost and long processing time in analyses involving conjugate heat transfer. Thus, computational intelligence techniques emerge as effective alternatives for predicting the thermal behavior of such systems. In this work, Artificial Neural Networks were applied to predict the temperatures associated with the conjugate cooling of discrete heaters mounted on printed circuit board of channels. The database used was obtained from the invariant descriptor which represents the conjugate phenomenon through the thermal influence coefficients grouped into a conjugate matrix. Two Supervised Neural Network Architectures were implemented: the Multilayer Perceptron (MLP) and the Radial Basis Function (RBF) Network, both trained and evaluated using error metrics. The input variables considered were the Reynolds number, the relative heater height (with respect to the channel, and the relative thermal conductivity between the substrate and the fluid. The output consisted of the temperatures of the heaters, which remained within an average percentage error range of 25%. The results obtained through the Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE) metrics demonstrated the effectiveness of the proposed models, indicating that Artificial Neural Networks represent a viable approach to complement traditional numerical methods in conjugate forced convection cooling analysis.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40143
Aparece nas coleções:PG - Engenharia Mecânica

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
iaresfriamentoeletronicos.pdf1,57 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons