Simcenter FLOEFD电子元件冷却中心模块

 

结合Simcenter FLOEFD和Simcenter Flotherm的强大的电子元件相关功能，对CAD内部的电子元件进行精确的热仿真

• 在CAD中提前进行强大的热设计仿真和设计空间探索，防止重新设计并消除昂贵的物理原型设计
• 使用Simcenter FLOEFD和Simcenter Flotherm的精选技术提供的强大功能，执行准确、快速的热分析，并使其更易于与电子和机械设计工作流程集成

验证电子元件冷却系统性能，确保可靠性和延长产品寿命

摘要

Simcenter FLOEFD是Siemens Xcelerator业务平台的一部分，该仿真软件工具可用于在产品开发早期提前进行计算流体力学(CFD)，完全嵌入到计算机辅助设计(CAD)软件中。您可以使用3D CAD几何体直接仿真流体流动和传热，而无需将数据转换到单独的分析环境。根据您的需求，有几种特定于电子元件冷却的模块可能适合您的需求。

电力电子元件的3D热仿真与BCI-ROM仿真的比较

Simcenter FLOEFD电子元件冷却中心模块将Simcenter Flotherm软件的多项关键技术与您常用的CAD环境中的Simcenter FLOEFD结合在一起，包括NX软件、Solid Edge软件、Creo和CATIA V5。它具有强大的功能，可帮助您快速准确地预测电子设备的热行为，验证电子元件冷却系统性能以实现较长的产品寿命，并轻松探索复杂电子组件的冷却方法。

Simcenter FLOEFD电子元件冷却中心模块由多个模块和功能组成，即：

Simcenter FLOEFD电子元件冷却模块

该模块提供：

• 用于计算导电固体中稳态直流电的焦耳热。电势和电流的计算仅在导电固体中进行，例如金属和含金属的复合材料。材料的电阻率可以是各向同性的、各向异性的或与温度相关的。
• 用于促进电子设备仿真的紧凑模型。该模块提供双电阻紧凑模型，该模型基于经批准的联合电子设备工程委员会(JEDEC)标准进行了测试；标准JEDEC封装外形的内置双电阻模型库；热管紧凑模型。
• 用于获取双轴热导率值的PCB生成器。热导率可以从PCB结构中自动得出，并且可以访问指定导体和介电材料的特性。
•  强大的材料库：除了基本材料外，还包括以下数据库：来自不同制造商的1,000 多种风扇；合金、陶瓷、金属、聚合物、层压板、玻璃和矿物等固体材料以及半导体；集成电路(IC)封装；单级和多级热电制冷器(TEC)；界面材料（接触热阻）；以及双电阻元件。

 

电子设备的仿真
 

Simcenter FLOEFD EDA Bridge模块

强大的Simcenter FLOEFD EDA Bridge允许用户将包含材料和集成电路(IC)热特性的详细PCB导入到Simcenter FLOEFD中，以便单独进行热分析，也可以作为更大的系统级组件的一部分进行热分析。

从EDA数据到导入3D CAD的PCB

导入的PCB可以表示为带有铜轨迹的完全详细的3D几何体、具有双轴热导率值的PCB组件或智能PCB。利用智能电路板，可通过网络组件对全布线电路板内的铜和电介质进行建模，计算效率非常高，可缩短求解时间。此外，它还允许导入PDML文件。

支持以下PCB导入文件格式：IDF、CC和CCE（Siemens Digital IndustriesSoftware的Xpedition软件和PADS软件的原生文件格式）、ODB++（用于PCB制造的中性文件格式）、ProStep（*idx、*idz、*xml）以及IPC2581B（IPC数字产品模型交换联盟的中性文件格式）。

Simcenter FLOEFD T3STER

自动校准模块

该模块通过使用热测试数据进行自动校准，帮助您在仿真中实现IC封装的高保真度建模。

由于缺乏对内部结构的了解，仿真中使用的半导体封装特性数据可能与实际数据不同。Simcenter Micred  T3STER硬件可快速准确地测量对外加功率阶跃的瞬态热响应。处理此结温数据可以生成结构函数，将从器件结到环境的热流路径表示为热阻与热容的曲线。

用户可以使用该模块导入测试数据，然后校准其热模型以紧密匹配结构函数。参数化研究的校准模式会搜索封装尺寸和材料属性，以符合测量要求，以便模型能够表示封装结构的热行为和材料属性，从而提供高保真度。

 

自动校准的封装热模型

Simcenter FLOEFD BCI-ROM和Package Creator模块该模块允许用户生成独立于边界条件的降阶热模型(BCI-ROM)，可在任何热环境下快速、准确地建模。降阶模型是从仅传导分析中提取的，尤其适用于瞬态分析。用户指定提取的传热系数范围。BCI-ROM保留了与3D热模型在空间和时间上的高精度，同时求解速度提高了几个数量级。BCI-ROM导出文件有三种主要格式：

矩阵格式（用于独立解决方案）

VHDL-AMS格式（用于电路仿真工具电热分析，例如PartQuest Explore或 Xpedition AMS）

• FMU格式（用于1D系统仿真工具，例如Simcenter Amesim软件或Simcenter Flomaster软件）

此外，Simcenter FLOEFD可以导出对一系列边界条件有效的SPICE格式的热网表。

电力电子封装的热仿真

Package Creator应用程序允许您在几分钟内从常见的IC封装系列库中快速创建基于清晰3D CAD的详细热模型几何体。要创建封装，您可以指定各种组件，例如封装材料、芯片、芯片贴装、引线框架、芯片贴装焊盘和键合线，以获得更精确的热模型。

电气元件

这种热电紧凑模型允许您通过给定元件的电阻将元件添加到直流(DC)电热计算中。计算相应的焦耳热并将其作为热源施加到实体上。电气元件分为电阻器和导线两种：电阻器元件使用提供的总电阻，而导线元件根据导线的材料特性、长度和横截面积自动计算电阻。或者，您还可以指定导线绝缘体的热阻。