电子冷却模拟

对于半导体原始设备制造商而言，了解封装结构对热行为和可靠性的影响至关重要，尤其是在现代封装开发中功率密度和复杂性不断增加的情况下。复杂的片上系统 (SoC) 和 3D-IC（集成电路）开发等挑战意味着散热设计必须成为封装开发不可或缺的一部分。通过超出数据表值的热模型和建模建议来支持未来的供应链的能力在市场上具有差异化的价值。

对于将封装IC集成到产品中的电子制造商而言，能够在系统级环境中准确预测印刷电路板（PCB）上组件的结温非常重要，这样才能开发出具有成本效益的适当热管理设计。电子冷却仿真软件工具提供了这种见解。热工程师需要有选项来建模集成电路封装的保真度，以适应不同的设计阶段和信息的可用性。为了实现瞬态场景中关键组件的最高精度建模，可以使用 Simcenter 解决方案自动校准详细的热模型以达到结温瞬态测量数据。

探索 IC 封装热仿真

• 高密度半导体封装散热开发工作流程 — 观看网络研讨会

对复杂的多层 PCB 和已安装设备的热性能进行建模，以准确预测组件结点温度。了解电路板热影响需要适当的精度水平，以适应每个开发阶段的可用信息。

在电子散热设计中，PCB 热建模保真度选项适用于不同的开发阶段，从简单类型、每层的导热系数到铜迹的显式建模。这包括探索组件布局到验证完全布线电路板的散热性能。PCB热分析的最新方法之一是将整个电路板建模为网络组件，这种方法在不牺牲精度的前提下具有计算效率。

电子设计工作流程连接以及从领先的 EDA 软件文件格式导入电路板信息以及使用新信息更新模型的能力是高效热分析过程的关键推动力。工具具有明显的优势，这些工具使工程师能够轻松处理包含电路板布局、布线细节和组件信息的 ECAD 文件数据，从而加快热模型的创建，以及在热分析中实现功率信息的方法。

观看网络研讨会 -多层 PCB 热和热机械仿真

为了实现最高的PCB热分析精度，包括对PCB上的铜迹进行焦耳加热，与从事PCB信号和电源完整性仿真的电子工程师合作是有利的。三维电子冷却软件和 EDA 电源完整性仿真软件之间的协同仿真可以准确地表示电阻随温度变化导致的电路板铜迹功率耗散。在本视频中探索 PCB 电热协同仿真的原因。

电子外壳必须容纳 PCB 组件、组件、电源、连接器、传感器等。它还必须向周围环境提供足够的冷却气流或传导热量，以确保可靠的产品性能。无论您是在设计强制对流冷却的工业外壳、密封的航空电子外壳还是最新的薄型消费电子产品，这些 3D CFD 热分析工具都允许您快速探索不同的冷却解决方案。可以轻松或直接处理用于 CFD 仿真的 MCAD 几何图形的工具非常有优势，因此您可以减少对预处理步骤的关注，而更多地关注机柜系统级热建模结果和优化设计。

下载完整指南 有关设计技巧，请访问机箱散热管理。

数据中心冷却以实现可靠运行对于避免因性能受限而中断至关重要。全球数据中心冷却在能源中占有很大比例，随着人工智能处理需求的扩大，这一比例还会增加，因此高效的冷却设计对于成功和可持续的数据中心运营至关重要。使用 CFD 仿真，您可以预测传统数据中心大厅和类似的大型复杂系统中的气流和传热。您可以确保服务器、机架和关键组件保持在所需的温度限制之内，并制定最有效的冷却策略。由于具有传热优势，液体冷却越来越多地被采用。结合使用 Simcenter 3D CFD 和 1D 系统仿真工具，您可以评估直接到芯片的冷板、管道系统、热交换器、通往整个数据中心的 CDU，甚至可以解决新兴浸入式冷却技术的系统热建模挑战，选择两相冷却解决方案。

阅读以下白皮书 高效冷却数据中心的 11 个关键技巧 现在。

观看系统建模网络研讨会： 提高数据中心的能源效率和可持续性

液体冷却为电子应用的有效和高效冷却提供了优势，在这些应用中，出于操作和可靠性考虑，散热要求很高。从最大限度地减少电力电子应用中的定制冷板压降，到在提高服务器浸入式冷却采用率方面帮助进行散热设计，使用精确的三维 CFD 电子冷却仿真和一维流体动力学来优化您的液体冷却设计。

观看 Iceotope Technologies 对边缘服务器液体冷却优势的见解的视频（右）。

观看按需演示 -人工智能硬件热管理：来自 Electronic Cooling Solutions Inc 的深度学习机液体冷却见解

提高热分析精度有助于满足现代电子开发中日益严格的设计要求。使用瞬态热测量数据校准热模型可以帮助您实现最高的热仿真精度。自动热模型校准克服了对热模型属性进行增量更改等非常耗时的手动校准步骤的需求。使用经过校准的热模型意味着可以通过对任务剖面场景进行精确建模来验证性能，从而解决设计不足的风险，从而确保可靠性。同时，由于对精度的信心更高，工程师可以解决过度设计的潜在领域，从而降低产品成本。

有关热瞬态测试方法和仿真模型校准的概述

观看点播演示: 半导体封装热特性——热指标、质量可靠性

与边界条件无关的降阶模型 (BCI-ROM) 技术为电子产品的快速瞬态热分析提供了优势，比全三维 CFD 快几个数量级，同时保持了精度。BCI-ROM 由三维传导分析自动生成，可保持预测精度，但在演示案例中求解速度可以加快 40,000 多倍。降阶模型的 “边界条件无关” 方面非常有价值，因为它们可以在任何热环境中使用。BCI-ROM 可以以不同的格式生成，以支持矩阵格式的独立快速求解，可以集成到电热分析工具的电路仿真中（VHDL-AMS 格式），或用于一维系统仿真工具建模（FMU 格式）。

查看博客: 热设计的未来 — 早期的电热分析

观看点播: 利用热感知电气仿真加快电子系统设计 （以罗姆半导体演讲嘉宾的见解为特色）

电子产品可靠性的热设计得益于对温度、梯度和周期性瞬态变化的精确预测，这些预测随后可用于热机械应力分析。热力学分析用于研究故障模式、潜在的退化风险区域、耐久性和使用寿命见解。

CFD 到有限元分析 (FEA) 的热机械应力评估工作流程可以采取多种形式。CFD 分析可由专门的热分析师在电子冷却软件中执行，三维瞬态温度结果可以导出到机械 FEA 工具中。或者，在 CAD 环境中工作的工程师可能会受益于嵌入 CAD 的热 CFD 和热机械应力分析相结合，从而缩短总体分析时间。

在本文中探索 CFD 电子冷却仿真和 FEA 电子热机械应力分析的三个工作流程 按需网络研讨会。