当今社会电子产品趋向于体积小、热耗大,因此必须要求有良好的散热设计。器件过热势必降低其可靠性,进而导致高昂的设计成本。为了确保IC封装、PCB和整机系统的卡靠性。工程师需要使用ANSYS Icepak来确保产品良好的散热设计。

ANSYS Icepak包含先进的求解器,其鲁棒性强、稳定性高,自动化的网格技术,使得工程师可以对所有的电子产品进行快速的热设计模拟。作为专业的热分析软件,可以解决各种不同尺度级别的散热问题:

  • 环境级 —— 机房、外太空等环境级的热分析      
  • 系统级 —— 电子设备机箱、机柜以及方舱等系统级的热分析      
  • 板 级 —— PCB板级的热分析      
  • 元件级 —— 电子模块、散热器、芯片封装的热分析      

快速模拟电子系统热分布

电子产品的迅速更新需要工程师具有便捷的热设计能力。工程师可以通过ANSYS Icepak的标准电子组件来建立电子产品的真实热模型,同时进行快速计算,得到产品的热特性分布。

 

工程师通过简单的拖拽、下拉等操作,对Icepak提供的小组件(比如:机箱、风扇、封装、PCB板和散热器等等)进行编辑修改,即可快捷地建立完整的系统热模型;修改不同的参数,还可以对不同工况进行热模拟分析比较。

精确模拟PCB板 

高温势必影响PCB的工作性能,因此工程师需要将PCB的热设计和PCB的电气功能设计同时进行。使用ANSYS Icepak,工程师可以将各种EDA软件的PCB布线导入Icepak(包括PCB的尺寸、器件的布局、PCB板布线和过孔信息等,均可以导入),这样 工程师可以得到精确的PCB热特性。Icepak也可以模拟PCB板的焦耳热损耗等。工程师利用Icepak可以精确预测PCB的温度分布及各IC器件的 结温。

 

IC封装的详细和简化模型 

由于高温严重影响设备的可靠性,先进的封装工艺均要求封装有良好多热设计。ANSYS Icepak包含各类IC封装的详细和简化热模型。另外,工程师可以导入EDA软件的封装信息,比如基板布线和过孔、金线、焊锡凸块、硅片DIE尺寸及焊 球等等,同时Icepak还可以进行各种封装的热测试模拟。对于详细的封装模型,可以自动产生一个优化后的DELPHI网络IC模型,工程师进行板级或系 统级热模拟时,可以得到各IC封装的结温分布。

 

功能特色:

  • 快速稳定的求解计算

ANSYS Icepak使用最新的Fluent求解器进行计算。可求解流动及所有的传热模型—传导、对流和辐射换热,可对电子产品热设计进行瞬态计算和稳态计算。求 解器可以对异形几何的贴体网格进行耦合计算;允许工程师用非结构化网格对任何复杂的电子几何单元进行贴体保性的网格划分,并进行计算求解。

  • 自动优秀的网格技术 

提供先进的自动网格技术,可自动产生高质量的网格,并真实表达几何形状。其网格类型包括:Mesher-HD、非结构化网格和结构化网格;不用人工干预, 便可以对复杂几何产生贴体的网格。另外,工程师可以对Icepak的网格进行人工控制。优秀的网格技术可以有效地改善求解计算的时间。

  • Icepak—基于对象的建模方式 

包含电子行业常用的预定义小组件:机箱、风扇、离心风机、IC封装、电路板、通风孔、散热器等等。另外,包含电子行业常用的材料属性、边界条件等等。工程师可以快速地建立模型,并进行模拟计算。 

  • 电子器件库 

丰富的标准电子器件库方便用户不用特意寻找器件的详细数据。其包含材料库、散热器库、导热硅库、封装库及各类厂商的风扇库和离心风机库。

  • 自动耦合传热计算 

根据PCB板布线和过孔的信息,Icepak可以计算出PCB板和IC封装基板层的详细导热率分布。对于PCB板这种多层复合材料,得到各向异性不均匀的导热率,可以大大提高电子热设计的精度。

  • 参数化/优化计算 

ANSYS Icepak定义的变量参数、组合函数等可进入ANSYS Workbench平台的参数管理系统,用户可随便输入各变量的参数值,自动驱动Icepak进行多变量的参数化计算。 

ANSYS DesignXplorer是Icepak的优化模块,通过MOGA (Multiple Objective Generic Algorithm)算法进行多参数的优化计算.