結(jié)合Simcenter FLOEFD和Simcenter Flotherm的強(qiáng)大的電子元件相關(guān)功能，對(duì)CAD內(nèi)部的電子元件進(jìn)行精確的熱仿真

• 在CAD中提前進(jìn)行強(qiáng)大的熱設(shè)計(jì)仿真和設(shè)計(jì)空間探索，防止重新設(shè)計(jì)并消除昂貴的物理原型設(shè)計(jì)
• 使用Simcenter FLOEFD和Simcenter Flotherm的精選技術(shù)提供的強(qiáng)大功能，執(zhí)行準(zhǔn)確、快速的熱分析，并使其更易于與電子和機(jī)械設(shè)計(jì)工作流程集成

驗(yàn)證電子元件冷卻系統(tǒng)性能，確保可靠性和延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命

摘要

Simcenter FLOEFD是Siemens Xcelerator業(yè)務(wù)平臺(tái)的一部分，該仿真軟件工具可用于在產(chǎn)品開發(fā)早期提前進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)(CFD)，完全嵌入到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件中。您可以使用3D CAD幾何體直接仿真流體流動(dòng)和傳熱，而無需將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到單獨(dú)的分析環(huán)境。根據(jù)您的需求，有幾種特定于電子元件冷卻的模塊可能適合您的需求。

電力電子元件的3D熱仿真與BCI-ROM仿真的比較

Simcenter FLOEFD電子元件冷卻中心模塊將Simcenter Flotherm軟件的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)與您常用的CAD環(huán)境中的Simcenter FLOEFD結(jié)合在一起，包括NX軟件、Solid Edge軟件、Creo和CATIA V5。它具有強(qiáng)大的功能，可幫助您快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電子設(shè)備的熱行為，驗(yàn)證電子元件冷卻系統(tǒng)性能以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命，并輕松探索復(fù)雜電子組件的冷卻方法。

Simcenter FLOEFD電子元件冷卻中心模塊由多個(gè)模塊和功能組成，即：

Simcenter FLOEFD電子元件冷卻模塊

該模塊提供：

• 用于計(jì)算導(dǎo)電固體中穩(wěn)態(tài)直流電的焦耳熱。電勢(shì)和電流的計(jì)算僅在導(dǎo)電固體中進(jìn)行，例如金屬和含金屬的復(fù)合材料。材料的電阻率可以是各向同性的、各向異性的或與溫度相關(guān)的。
• 用于促進(jìn)電子設(shè)備仿真的緊湊模型。該模塊提供雙電阻緊湊模型，該模型基于經(jīng)批準(zhǔn)的聯(lián)合電子設(shè)備工程委員會(huì)(JEDEC)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測(cè)試；標(biāo)準(zhǔn)JEDEC封裝外形的內(nèi)置雙電阻模型庫；熱管緊湊模型。
• 用于獲取雙軸熱導(dǎo)率值的PCB生成器。熱導(dǎo)率可以從PCB結(jié)構(gòu)中自動(dòng)得出，并且可以訪問指定導(dǎo)體和介電材料的特性。
• 強(qiáng)大的材料庫：除了基本材料外，還包括以下數(shù)據(jù)庫：來自不同制造商的1,000 多種風(fēng)扇；合金、陶瓷、金屬、聚合物、層壓板、玻璃和礦物等固體材料以及半導(dǎo)體；集成電路(IC)封裝；單級(jí)和多級(jí)熱電制冷器(TEC)；界面材料（接觸熱阻）；以及雙電阻元件。

電子設(shè)備的仿真

Simcenter FLOEFD EDA Bridge模塊

強(qiáng)大的Simcenter FLOEFD EDA Bridge允許用戶將包含材料和集成電路(IC)熱特性的詳細(xì)PCB導(dǎo)入到Simcenter FLOEFD中，以便單獨(dú)進(jìn)行熱分析，也可以作為更大的系統(tǒng)級(jí)組件的一部分進(jìn)行熱分析。

從EDA數(shù)據(jù)到導(dǎo)入3D CAD的PCB

導(dǎo)入的PCB可以表示為帶有銅軌跡的完全詳細(xì)的3D幾何體、具有雙軸熱導(dǎo)率值的PCB組件或智能PCB。利用智能電路板，可通過網(wǎng)絡(luò)組件對(duì)全布線電路板內(nèi)的銅和電介質(zhì)進(jìn)行建模，計(jì)算效率非常高，可縮短求解時(shí)間。此外，它還允許導(dǎo)入PDML文件。

支持以下PCB導(dǎo)入文件格式：IDF、CC和CCE（Siemens Digital IndustriesSoftware的Xpedition軟件和PADS軟件的原生文件格式）、ODB++（用于PCB制造的中性文件格式）、ProStep（*idx、*idz、*xml）以及IPC2581B（IPC數(shù)字產(chǎn)品模型交換聯(lián)盟的中性文件格式）。

Simcenter FLOEFD T3STER

自動(dòng)校準(zhǔn)模塊

該模塊通過使用熱測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，幫助您在仿真中實(shí)現(xiàn)IC封裝的高保真度建模。

由于缺乏對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，仿真中使用的半導(dǎo)體封裝特性數(shù)據(jù)可能與實(shí)際數(shù)據(jù)不同。Simcenter Micred T3STER硬件可快速準(zhǔn)確地測(cè)量對(duì)外加功率階躍的瞬態(tài)熱響應(yīng)。處理此結(jié)溫?cái)?shù)據(jù)可以生成結(jié)構(gòu)函數(shù)，將從器件結(jié)到環(huán)境的熱流路徑表示為熱阻與熱容的曲線。

用戶可以使用該模塊導(dǎo)入測(cè)試數(shù)據(jù)，然后校準(zhǔn)其熱模型以緊密匹配結(jié)構(gòu)函數(shù)。參數(shù)化研究的校準(zhǔn)模式會(huì)搜索封裝尺寸和材料屬性，以符合測(cè)量要求，以便模型能夠表示封裝結(jié)構(gòu)的熱行為和材料屬性，從而提供高保真度。

自動(dòng)校準(zhǔn)的封裝熱模型

Simcenter FLOEFD BCI-ROM和Package Creator模塊該模塊允許用戶生成獨(dú)立于邊界條件的降階熱模型(BCI-ROM)，可在任何熱環(huán)境下快速、準(zhǔn)確地建模。降階模型是從僅傳導(dǎo)分析中提取的，尤其適用于瞬態(tài)分析。用戶指定提取的傳熱系數(shù)范圍。BCI-ROM保留了與3D熱模型在空間和時(shí)間上的高精度，同時(shí)求解速度提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。BCI-ROM導(dǎo)出文件有三種主要格式：

矩陣格式（用于獨(dú)立解決方案）

VHDL-AMS格式（用于電路仿真工具電熱分析，例如PartQuest Explore或 Xpedition AMS）

• FMU格式（用于1D系統(tǒng)仿真工具，例如Simcenter Amesim軟件或Simcenter Flomaster軟件）

此外，Simcenter FLOEFD可以導(dǎo)出對(duì)一系列邊界條件有效的SPICE格式的熱網(wǎng)表。

電力電子封裝的熱仿真

Package Creator應(yīng)用程序允許您在幾分鐘內(nèi)從常見的IC封裝系列庫中快速創(chuàng)建基于清晰3D CAD的詳細(xì)熱模型幾何體。要?jiǎng)?chuàng)建封裝，您可以指定各種組件，例如封裝材料、芯片、芯片貼裝、引線框架、芯片貼裝焊盤和鍵合線，以獲得更精確的熱模型。

電氣元件

這種熱電緊湊模型允許您通過給定元件的電阻將元件添加到直流(DC)電熱計(jì)算中。計(jì)算相應(yīng)的焦耳熱并將其作為熱源施加到實(shí)體上。電氣元件分為電阻器和導(dǎo)線兩種：電阻器元件使用提供的總電阻，而導(dǎo)線元件根據(jù)導(dǎo)線的材料特性、長(zhǎng)度和橫截面積自動(dòng)計(jì)算電阻。或者，您還可以指定導(dǎo)線絕緣體的熱阻。