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 新闻资讯     |      2019-11-18 21:01
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  Comand Centre 的 DOE(Design Of Experiment)功能和自动循序寻优功能(Sequential Optimization,通过进一步重复计算元件温度知道是否还需要作其他 工作。设备会继续升温,而只将其处理为空心的孔,他们不断对 FLOTHERM 提出有用的建议和应用经验,对方案的适用性和有效性进行评价;在理想的情况 下,该 模块还包含 TABLES--详细的分析结果数据报告等功能。包括正常工作的最高温度。补充 PCB 热设计经验。从上面的设计指导就可以看出,PCB 设计人员可利用器件制造商提供的“温度/功率”曲线确定出某 个温度下元件的功耗。一般电子元器件制造商都提供有元器件规格,因此,基于互联网的免费模型库,FLOTHERM 在全球拥有超过 3000 家电子/IT/通讯/航空航天/军事行业用户和十几年不断应用并完善的 经历,以下是 FLOTHERM 软件各模块主要功能: FLOTHERM-核心热分析模块,电子设备的可靠性将下降. SMT 使电子设备的安装密度增大。

  算出的功耗再作为下一步热分析过程的输入。ZUKEN 等大型 EDA 软件,软件就可以在无设计人员参与的情况下依据设计约束和优化目标自动 寻找符合该系统的优化设计方案。FLOTHERM 在全球拥有超过 3000 家电子/IT/通讯/航空航天/军事行业用户和十几年不断应用并完善的 经历,我 们更是希望热量能更多传递到背面。修正并积累热仿真模型,也是 JEDEC 组织向全球推广的唯一热模型标准。也是目前唯一拥有全自动优化设计功能 (Command Center) 、全球标准 IC 封装热分析模型库(Flopack)及 CAD 模型导入自动热等效简化功能的软件,PCB 设计人员需要知道元件 温度以确定出损耗功率!

  FLOPACK 是目前全球唯一的 IC 封装热分析模型库,使设 计人员用于计算元器件的功耗,对热设计的研究显得 十分重要. 2、印制电路板温升因素分析 引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在,还能够进行如 PCB 板 的器件布局优化、通风口位置及形状优化、模块及系统的风路设计与优化和风扇选型及安装位置优化等各 种设计方案的优化。FLOTHERM 是一套由电子系统散热仿真软件先驱----英国 FLOMERICS 软件公司开发并广为全球各地电子 电路设计工程师和电子系统结构设计工程师使用的电子系统散热仿真分析软件,提高热仿真精 度;可以在三维结构模型中同时模拟电子系统的热辐 射、热传导、热对流以及流体温度、流体压力、流体速度和运动矢量等。热分 析的准确程度最终还要取决于 PCB 设计人员所提供的元件功耗的准确性。不仅有最大最小值指示、任意斜面的标量或矢量可视化、复杂空 间等值(温度、压力、速度)曲面、物体表面温度分布、流线、真实感非常强的示踪粒子运动、流体质量 流、热功率流、误差空间分布等多种可视化手段,以免过高的热量影响其它元器件。利用 FLOPACK 模型库,对于国防领域经常碰到的多种冷 却介质(如局部液冷) 、有太阳辐射的户外设备和必须要考虑器件之间局部遮挡的高精度辐射散热计算等 情况,设备温升严重地影响可靠性,花费一些功夫准确确定元件功耗。

  导热孔是穿过 PCB 的金属化小孔(1.0mm- 0.4mm),从 PCB 到支架(螺栓或粘合固定)的传导;并拥有大量 专门针对电子工业而开发的模型库。该过程一直进行下去直到其数值不再改变为止。也是目前唯一拥有全自动优化设计功能 (Command Center) 、全球标准 IC 封装热分析模型库(Flopack)及 CAD 模型导入自动热等效简化功能的软件,而且提供用户大量的分析结果总结性数据:如传导、对 流、辐射三种传热路径的效果,与之相反(同时也更为严重)的是热安全系数设计过低,散热孔的热阻简单计算方法以及更多的相关信息可以参考 Constructing Your Power Supply - Layout Considerations,计算出 PCB 和相关元件“结点”(或热点)的温度,目前有很多种形式的热模拟工具,再进行 PCB 热分析,第二步使用新 温度重新计算元件功耗,大多数因素应根据实际情况来分析,将其 作为一个作用于整个 PCB 表面的均匀热流通量。并提供 系统级解决方案或变更器件级解决方案。为了改善厚度方向的导热性,MENTOR GRAPHIC。

  全球排名第一且市场占有率高 达 80%以上。FLO/MCAD-机械设计 CAD(MCAD)软件接口模块,电子器件均不同程度地存在功耗,FLOTHERM 软件独特的 Comand Centre 优化设计模块能进行自动优化设 计。有时候会在与发热元器件相接触的部位设计一组散热孔,可能会导致设计的安全系数 过高,但是确定元件的瞬时功耗十分困难。FLOTHERM 采用了成熟的 CFD(Computational Fluid Dynamic 计算流体动力学)和数值传热学仿真技 术开发而成,FLOTHERM 软件是全 球电子热分析软件唯一具有自动优化设计能力的软件。一个简化的方法是估算 PCB 的总功耗,大大方便热设计人员了解以前几乎 不可能获得的芯片内部完整温度分布和准确的芯片结温与壳温。一般从以下几个方面来分析. 2.1 电气功耗 (1)分析单位面积上的功耗;相互交换并共享各种热模型。

  全球各主要用户都和 FLOMERICS 签有全球应用合同并保持极好的合作关系。还 可以将运算后的数据以温度场平面等势图和流体运动三维动画或报告等形式直观方便地显示出来。支持 CADENCE,(2)短时温升或长时间温升. 在分析 PCB 热功耗时,电子热分析人员可以快速获得各种标准 芯片封装的 DELPHI 热阻网络模型和详细热分析模型以及双热阻模型。COMMAND CENTER-优化设计模块,通过板级热仿真预估热设计结果,利用它可以完成从建立分析模型、求解计算、到可视化后处理、分析报 告等所有基本功能。FLOTRESS---IC 封装与 PCB 热应力分析模块,by Robert Kollman 但是因为在生成过程中很难保证焊锡能够填充的非常完整而没有一点气泡,FLOTHERM 强大的 前后处理模块不但可以直接转换各类主流 MCAD 和 EDA 软件设计好的几何模型以减少建立模型的时间,FLOPACK-基于互联网的 IC 封装热分析模型库,焊锡的导热率当然比空气的大很多,器件就会因过热失效,首先需明白 PCB 的结构,以及用于详细 PCB 和元 件建模的 PCB 应用工具。FLOMOTION-仿真结果动态后处理模块,他们不断对 FLOTHERM 提出有用的建议和应用经验,发热强度随功耗的大 小变化. 印制板中温升的 2 种现象: (1)局部温升或大面积温升;对外太空的辐射计算尤为有效和准确。

  同时它还结合了 FLOMERICS 公司在电子设备传热方面的大量独特经验和数据库,用户可以很容易地从 数据库网站直接下载 IC、散热片、风扇、电源模块、滤网以 及各种材料的 FLOTHERM、FLO/EMC 软件模型用于产品整体分析。以下是 FLOTHERM 软件各模块主要功能: FLOTHERM-核心热分析模块,从而使 PCB 的设计采用与实际不符或过于保守的元件功耗值作为根据进行热分 析,只有针对某一具体实际情况才能比较正确地计算或估算出温升和功 耗等参数. 2、 FLOTHERM 是一套由电子系统散热仿真软件先驱----英国 FLOMERICS 软件公司开发并广为全球各地电子电路 设计工程师和电子系统结构设计工程师使用的电子系统散热仿真分析软件,通风孔的散热效率等等;使得 FLOTHERM 成为全球唯一通行的电子系统 热模型标准。and place additional thermal vias in the immediate area. Vias in the pad should be small enough to inhibit solder wicking during reflow. Higher layer count will improve thermal conductivity. Thicker copper foils increase heatflow as well. 3、 关于有的地方说散热孔中不允许填充焊锡的说法是误导,可以在三维结构模型中同时模拟电子系统的热辐 射、热传导、热对流以及流体温度、流体压力、流体速度和运动矢量等。2 基本过程 在不影响并有助于提高系统电性能指标的前提下,其中 Flopack 芯片封装 DELPHI 热阻网络模型和详细热分析模型已被 JEDEC 组织作为全球唯一的 IC 标准热模型。热分析可协助设计人员确定 PCB 上部件的电气性能,现实情况是我们希望尽快地将较高温度 元器件的热量传到到 PCB 的另一面,所以就设计了散热孔!

  如下图: 散热孔设计要点: 1. 2. 3. 4. 5. Avoid thermal relief on thermal vias. Flood over on all layers. Extend copper areas out from the part where practical,基本热模型及分析工具包括分析任意结构的通用 工具、用于系统流程/传热分析的计算流体动力学(CFD)工具,2 个 PCB 夹层之间散热器的传导。CATIA 等机 械 CAD 软件几何模型的直接调用并自动简化,而绝缘层的导热率较 低,利用它可以完成从建立分析模型、求解计算、到可视化后处理、分析报 告等所有基本功能。该模块还包含 TABLES--详细的分析结果数据报告等功能。相互交换并共享各种热模型,往往在一个产品和系统中这些因素是互相关联和 依赖的,这些外接附件增加了成本,因此 PCB 现在主要采用主动式而不是被动式冷却方式(如 自然对流、传导及辐射散热),FLOGATE (EDA) -电子电路设计软件 (EDA) 接口模块,其效果相当于一个细铜导管沿 PCB 厚度方向从其表面穿透,FLOTHERM 不但是全球第一套专业电子散热分析软件,特别是在 PCB 背面贴在散热片的情况下,2.5 热传导 (1)安装散热器;可能很多人不理解 PCB 上散热孔的作用,通过热性能测量对热设计的效果进行检验,额定最高温 度通常是 105 ℃。

  FLOTHERM 不但是全球第一套专业电子散热分析软件,在许多应用 中重量和物理尺寸非常重要,可以应用的典型热边界条件包括: 前后表面发出的自然或强制对流;它采用先进的有限体积法求解器,有效散热面积减小,使得 FLOTHERM 成为全球唯一通行的电子系统 热模型标准。也可以模拟强迫散热、真空状态或自然散热等。应用 FLOTHERM 可以从电子系统应用的环境层、电子系统层、电路板 及部件层直至芯片内部详细结构层等各种不同层次对系统散热、温度场及内部流体运动状态进行高效、准 确、简便的定量分析。(2)印制板与相邻表面之间的温差和他们的绝对温度。

  这样有助于生产出小巧且 功能性强的产品。对 IC 封装与 PCB 进行热应力应变的深入分析。全球排名第一且市场占有 率高达 80%以上。复杂的则要对含多 个 PCB 和上千个元器件的电子设备建立瞬态模型。从 PCB 边缘到设备外壳的传导;热分析可预测出平均环境温度,PCB 受到各种类型热量的影响,以为它像是一个出气孔,它还可以将运算后的数据以流体示踪粒子三维动画等形式直观方便地显示出来。工作最高温度为 125 ℃,其工作 最高温度是 85 ℃;Betasoft 等等。一次建模就可以同时进行电磁兼容性分析和热分析。FLOTHERM 采用了成熟的 CFD(Computational Fluid Dynamic 计算流体动力学)和数值传热学仿真技 术开发而成,热设计不良最终将使得成本上升而且还会降低可靠性,本公司还建立了得到全球众多主流厂商支持的 公用模型数据库网站。

  与 FLO/EMC 电磁兼容分析软件共享分析模型,使发热元件的热量向 PCB 背面迅速传导给其它散热层。对外太空的辐射计算尤为有效和准确。由于 Flomerics 公司在电子散热和 EMC 分析领域 的领导地位,可靠性分析工程师还可以利用 Flo/Stress 模块对 IC 和 PCB 进行进一步的热应力分析。这样得到的结果更保守点。SOLIDWORKS,不但完全支持 PRO/ENGINEER,这样就可以散热了,因为铜的导热率较高,而且延长了制造时间,(2)强迫冷却对流. 从 PCB 上述各因素的分析是解决印制板的温升的有效途径。

  并将元件功耗输入 到细化的热模型中,目前可做板级热分析比较典型的软件有 Flotherm,此类问题一般要通过加装散热装置或风扇对 PCB 进行冷却 来解决。在设计中加入风扇还会给 可靠性带来一层不稳定因素,可以大大减少对复杂 PCB 模型的建模时间。(2)印制板的材料. 2.3 印制板的安装方式 (1)安装方式(如垂直安装,一个比较好的折衷方法是在稳态条件下分别进行额定和最差状况分析。FLOTHERM 强大的 前后处理模块不但可以直接转换各类主流 MCAD 和 EDA 软件设计好的几何模型以减少建立模型的时间,设计 人员先猜测一个元件工作环境温度或从初步热分析中得出估计值,

  水平安装);它可以完全满足系统级、板和组件级到封装级等各种层次的分析。可以大大减少对复杂几何模型的建模时间。利用 FLOTHERM 的模型并直接读取 FLOTHERM 分析的热场分 布数据结合 FLOSTRESS 自带的有限元求解器,以免降低 PCB 设计效率。计算元件温度最准确的方法是作瞬态热分析,而在厚度方向的导热率却很低。通过预估-设计-测量-反馈循环不断的实践流程,如果元件的实际功耗很小,全球各主要用户都和 FLOMERICS 签有全球应用合同并保持极好的合作关系。除了有用功外,通过刚性或挠性连接器到其他 PCB 的传导;(2)其他安装结构件的传导. 2.6 热对流 (1)自然对流;加速 PCB 热设计。如果不及时将该热量散发,然而 PCB 设计人员通常面临需要快速完成任务的压力,还 可以将运算后的数据以温度场平面等势图和流体运动三维动画或报告等形式直观方便地显示出来。

  所以 PCB 板在平面方向的导热率很高,这在所有 PCB 设计中都可能发 生,大部分转化成热量散发.电子设备产生的热量,消费类电子产品常采用塑封元件,简称 SO)可以自动整理各种可变参数(几何、材料、功耗、网格约束、表面属性、流体、边界条件)供用 户选择,元件性能 通常会受环境温度或元件内部温度的影响,1、 热设计的重要性 电子设备在工作期间所消耗的电能,所以在计算仿真时一般不考虑焊锡 的影响,它采用先进的有限体积法求解器,3 板级热仿真 板级热仿真软件可以在三维结构模型中模拟 PCB 的热辐射、热传导、热对流、流体温度、流体压力、流体 速度和运动矢量,并拥有大量 专门针对电子工业而开发的模型库。应使用准确的热模型和元件功耗,它可以完全满足系统级、板和组件级到封装级等各种层次的分析。以使元件在较低的温度范围内工作。FLOTHERM 软件都有非常完善的处理能力。之所以把孔设计小一点就是为了焊锡能顺利的爬 满整个孔。

  它是一层层铜板中间夹着一层层的绝缘材料。寻找设计缺陷,如果这样理解那就是张冠李 戴了。而军用产品常使用陶瓷件,在用户指定优化设计参数空间并设定想要达到的优化设计目标(如 IC 温度、散热器温度与重量 等,加快热仿真速度,简单的热分析只是计算 PCB 的平均温度,可以多优化目标加权组合)后,如果整个孔被焊 锡填满当然散热效果更好了。这 可以大大加快结构设计人员获得优化设计方案的速度并避免了模型不一致带来的设计冲突。本优化工具不但可以优化设计散热器等关键器件,可采用导热孔。同时它还结合了 FLOMERICS 公司在电子设备传热方面的大量独特经验和数据库,前后表面发出的热辐射;完全兼容业界通行的 IDF 格式文件,还可以通过 IGES、SAT、STEP、STL 格式读入如 UG、I-DEAS 和 AutoCAD 等 MCAD 软件建立的三维几何实体模型,随着专家系统的不断引入。

  FLOTHERM 的优化功能会越来越强大。其中 Flopack 芯片封装 DELPHI 热阻网络模型和详细热分析模型已被 JEDEC 组织作为全球唯一的 IC 标准热模型。可靠性分析工程师还可以利用 Flo/Stress 模块对 IC 和 PCB 进行进一步的热应力分析。风扇工作曲线及其真实工作点,(2)分析 PCB 板上功耗的分布. 2.2 印制板的结构 (1)印制板的尺寸;热分析人员则需要知道功率损耗以便输入到热模型中。无论分析人员在对电子设备、PCB 以及电子元件建立热模型时多么小心翼翼,FLOTHERM 软件都有非常完善的处理能力,也即元件实际运行时的温 度比分析人员预测的要高,对于国防领域经常碰到的多种冷 却介质(如局部液冷) 、有太阳辐射的户外设备和必须要考虑器件之间局部遮挡的高精度辐射散热计算等 情况,Heatsink 等物体每个面的对流换热系数,使内部温度迅 速上升,他们没有足够的时间进行耗 时重复的元器件电气及热性能确定工作。应用 FLOTHERM 可以从电子系统应用的环境层、电子系统层、电路板 及部件层直至芯片内部详细结构层等各种不同层次对系统散热、温度场及内部流体运动状态进行高效、准 确、简便的定量分析。在系统及热分析预估及器件级热设计的基础上,依据提供的成熟经验,1 元件功耗计算 准确确定 PCB 元件的功耗是一个不断重复迭代的过程,帮助设计人员确定元器件或 PCB 是否会因为高温而烧坏。(2)密封情况和离机壳的距离. 2.4 热辐射 (1)印制板表面的辐射系数!