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Simcenter FLOEFD電子元件冷卻中心模塊

深圳市和??萍加邢薰?/a> ? 2025-04-16 14:43 ? 次閱讀

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

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

驗證電子元件冷卻系統(tǒng)性能,確??煽啃院脱娱L產(chǎn)品壽命

摘要

Simcenter FLOEFD是Siemens Xcelerator業(yè)務(wù)平臺的一部分,該仿真軟件工具可用于在產(chǎn)品開發(fā)早期提前進行計算流體力學(xué)(CFD),完全嵌入到計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件中。您可以使用3D CAD幾何體直接仿真流體流動和傳熱,而無需將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到單獨的分析環(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。

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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。它具有強大的功能,可幫助您快速準(zhǔn)確地預(yù)測電子設(shè)備的熱行為,驗證電子元件冷卻系統(tǒng)性能以實現(xiàn)較長的產(chǎn)品壽命,并輕松探索復(fù)雜電子組件的冷卻方法。

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

Simcenter FLOEFD電子元件冷卻模塊

該模塊提供:

  • 用于計算導(dǎo)電固體中穩(wěn)態(tài)直流電的焦耳熱。電勢和電流的計算僅在導(dǎo)電固體中進行,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(JEDEC)標(biāo)準(zhǔn)進行了測試;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)中自動得出,并且可以訪問指定導(dǎo)體和介電材料的特性。
  • 強大的材料庫: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;單級和多級熱電制冷器(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,以便單獨進行熱分析,也可以作為更大的系統(tǒng)級組件的一部分進行熱分析。

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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)組件對全布線電路板內(nèi)的銅和電介質(zhì)進行建模,計算效率非常高,可縮短求解時間。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

自動校準(zhǔn)模塊

該模塊通過使用熱測試數(shù)據(jù)進行自動校準(zhǔn),幫助您在仿真中實現(xiàn)IC封裝的高保真度建模。

由于缺乏對內(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)可能與實際數(shù)據(jù)不同。Simcenter Micred T3STER硬件可快速準(zhǔn)確地測量對外加功率階躍的瞬態(tài)熱響應(yīng)。處理此結(jié)溫數(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)模式會搜索封裝尺寸和材料屬性,以符合測量要求,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熱模型在空間和時間上的高精度,同時求解速度提高了幾個數(shù)量級。BCI-ROM導(dǎo)出文件有三種主要格式:

矩陣格式(用于獨立解決方案)

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)出對一系列邊界條件有效的SPICE格式的熱網(wǎng)表。

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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。要創(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)電熱計算中。計算相應(yīng)的焦耳熱并將其作為熱源施加到實體上。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、長度和橫截面積自動計算電阻?;蛘?,您還可以指定導(dǎo)線絕緣體的熱阻。

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