產(chǎn)品中心

Products Center

ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

概述

現(xiàn)在的電子產(chǎn)品體積小、熱耗大,因此必須要求有良好的散熱設(shè)計。器件過熱勢必降低其可靠性,進(jìn)而導(dǎo)致高昂的設(shè)計成本。為了確保IC封裝、PCB和整機系統(tǒng)的卡靠性。工程師需要使用ANSYS Icepak來確保產(chǎn)品良好的散熱設(shè)計。


ANSYS Icepak包含先進(jìn)的求解器,其魯棒性強、穩(wěn)定性高,自動化的網(wǎng)格技術(shù),使得工程師可以對所有的電子產(chǎn)品進(jìn)行快速的熱設(shè)計模擬。作為專業(yè)的熱分析軟件,可以解決各種不同尺度級別的散熱問題:

環(huán)境級 —— 機房、外太空等環(huán)境級的熱分析

系統(tǒng)級 —— 電子設(shè)備機箱、機柜以及方艙等系統(tǒng)級的熱分析

板 級 —— PCB板級的熱分析

元件級?—— 電子模塊、散熱器、芯片封裝的熱分析


快速模擬電子系統(tǒng)熱分布

電子產(chǎn)品的迅速更新需要工程師具有便捷的熱設(shè)計能力。工程師可以通過ANSYS Icepak的標(biāo)準(zhǔn)電子組件來建立電子產(chǎn)品的真實熱模型,同時進(jìn)行快速計算,得到產(chǎn)品的熱特性分布。


ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計


工程師通過簡單的拖拽、下拉等操作,對Icepak提供的小組件(比如:機箱、風(fēng)扇、封裝、PCB板和散熱器等等)進(jìn)行編輯修改,即可快捷地建立完整的系統(tǒng)熱模型;修改不同的參數(shù),還可以對不同工況進(jìn)行熱模擬分析比較。


精確模擬PCB板


高溫勢必影響PCB的工作性能,因此工程師需要將PCB的熱設(shè)計和PCB的電氣功能設(shè)計同時進(jìn)行。使用ANSYS Icepak,工程師可以將各種EDA軟件的PCB布線導(dǎo)入Icepak(包括PCB的尺寸、器件的布局、PCB板布線和過孔信息等,均可以導(dǎo)入),這樣工程師可以得到精確的PCB熱特性。Icepak也可以模擬PCB板的焦耳熱損耗等。工程師利用Icepak可以精確預(yù)測PCB的溫度分布及各IC器件的結(jié)溫。


ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計


IC封裝的詳細(xì)和簡化模型


由于高溫嚴(yán)重影響設(shè)備的可靠性,先進(jìn)的封裝工藝均要求封裝有良好多熱設(shè)計。ANSYS Icepak包含各類IC封裝的詳細(xì)和簡化熱模型。另外,工程師可以導(dǎo)入EDA軟件的封裝信息,比如基板布線和過孔、金線、焊錫凸塊、硅片DIE尺寸及焊球等等,同時Icepak還可以進(jìn)行各種封裝的熱測試模擬。對于詳細(xì)的封裝模型,可以自動產(chǎn)生一個優(yōu)化后的DELPHI網(wǎng)絡(luò)IC模型,工程師進(jìn)行板級或系統(tǒng)級熱模擬時,可以得到各IC封裝的結(jié)溫分布。


ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計


功能特色

快速穩(wěn)定的求解計算

ANSYS Icepak使用***的Fluent求解器進(jìn)行計算??汕蠼饬鲃蛹八械膫鳠崮P汀獋鲗?dǎo)、對流和輻射換熱,可對電子產(chǎn)品熱設(shè)計進(jìn)行瞬態(tài)計算和穩(wěn)態(tài)計算。求解器可以對異形幾何的貼體網(wǎng)格進(jìn)行耦合計算;允許工程師用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對任何復(fù)雜的電子幾何單元進(jìn)行貼體保性的網(wǎng)格劃分,并進(jìn)行計算求解。


自動優(yōu)秀的網(wǎng)格技術(shù)

提供先進(jìn)的自動網(wǎng)格技術(shù),可自動產(chǎn)生高質(zhì)量的網(wǎng)格,并真實表達(dá)幾何形狀。其網(wǎng)格類型包括:Mesher-HD、非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格;不用人工干預(yù),便可以對復(fù)雜幾何產(chǎn)生貼體的網(wǎng)格。另外,工程師可以對Icepak的網(wǎng)格進(jìn)行人工控制。優(yōu)秀的網(wǎng)格技術(shù)可以有效地改善求解計算的時間。


Icepak—基于對象的建模方式

包含電子行業(yè)常用的預(yù)定義小組件:機箱、風(fēng)扇、離心風(fēng)機、IC封裝、電路板、通風(fēng)孔、散熱器等等。另外,包含電子行業(yè)常用的材料屬性、邊界條件等等。工程師可以快速地建立模型,并進(jìn)行模擬計算。


電子器件庫

豐富的標(biāo)準(zhǔn)電子器件庫方便用戶不用特意尋找器件的詳細(xì)數(shù)據(jù)。其包含材料庫、散熱器庫、導(dǎo)熱硅庫、封裝庫及各類廠商的風(fēng)扇庫和離心風(fēng)機庫。


自動耦合傳熱計算

根據(jù)PCB板布線和過孔的信息,Icepak可以計算出PCB板和IC封裝基板層的詳細(xì)導(dǎo)熱率分布。對于PCB板這種多層復(fù)合材料,得到各向異性不均勻的導(dǎo)熱率,可以大大提高電子熱設(shè)計的精度。


ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

自然冷卻工況下,某MLPQ封裝的溫度云圖分布



ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

使用MRF模擬真實風(fēng)機,得到某系統(tǒng)的跡線和溫度分布云圖



ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

基于布線和過孔信息,計算IC封裝基板層的詳細(xì)導(dǎo)熱率


參數(shù)化/優(yōu)化計算

ANSYS Icepak定義的變量參數(shù)、組合函數(shù)等可進(jìn)入ANSYS Workbench平臺的參數(shù)管理系統(tǒng),用戶可隨便輸入各變量的參數(shù)值,自動驅(qū)動Icepak進(jìn)行多變量的參數(shù)化計算。


ANSYS DesignXplorer是Icepak的優(yōu)化模塊,通過MOGA (Multiple Objective Generic Algorithm)算法進(jìn)行多參數(shù)的優(yōu)化計算,如下模型:

優(yōu)化散熱器個數(shù)和翅片厚度;

散熱器總質(zhì)量不超過0.326kg;

系統(tǒng)***溫度不超過70℃;

優(yōu)化結(jié)果:翅片厚度0.55893mm,翅片個數(shù)18,***溫度69.316℃,熱阻0.24513C/W,散熱器總質(zhì)量0.32546kg。


ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

參數(shù)化計算



ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

變量優(yōu)化計算


典型應(yīng)用


IC封裝

板級散熱

機箱散熱

數(shù)據(jù)中心通風(fēng)





    ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

    IC封裝


    ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計

    PCB單板


    ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計


    服務(wù)器系統(tǒng)




    ANSYS ICEPAK專業(yè)電子熱設(shè)計


    數(shù)據(jù)中心



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