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电子设计热效应分析工具增加Bn及Sc分析功能(多图)

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2010年12月27日 ?? 收藏0

  电子系统越来越小的空间内经常会集成更多功能强大的集成电路,由此带来的更高的热密度会使电子设备过热,经常导致系统性能降低、可靠性成倍下降,甚至故障。因此在整个设计过程中,从IC 封装、PCB设计,到最终系统设计都需要全面的热仿真来使散热过程更加有效、合理。

  Mentor Graphics(明导)公司近日发布针对电子散热应用的下一代三维计算流体力学(CFD)软件FloTHERM,增加了对散热障碍(Bn)和散热捷径(Sc)区域的分析能力,使工程师能迅速发现电子设计中热流阻碍,以及出现热流故障的原因;同时还能确定解决散热设计问题最快最有效的散热捷径。

  “Mentor Graphics供业内独特的技术和设计流程,在IC、PCB、系统三个层面的设计、热仿真、热测试三个环节都有相关软硬件方案。其中FloTHERM软件已成为业内事实上的标准,被大部分系统厂商选用,” Mentor Graphics机械分析部门全球总经理Erich Buergel介绍说,典型热分析只能判断出何处的温度太高,而无法对“为什么”和“怎么办”提供建议。最新版本FloTHERM可分析并显示散热瓶颈,让设计师明确热流路径在何处受到限制,并提供散热捷径方案,确定新的热流路径在何处能更快为设计散热。有效创建和解决封装级、板极和系统级热分析模型,优化热设计。

Mentor Graphics 机械分析部门全球总经理Erich Buergel

图1,Mentor Graphics机械分析部门全球总经理Erich Buergel

  FloTHERM符合电子设计流程,强大的可视化工具兼容EDA和MCAD工具,可仿真对流、传导和辐射等热传递方式。Erich Buergel表示,热瓶颈Bn显示的是在设计中热流从高的结温点到环境的散热路径上,在哪一个位置热流被阻滞,其经常由材料、形状等因素引起。散热捷径Sc则通过改变材料和形状来使热量快速散发,即针对这些阻滞热流的障碍提出的设计修改能帮助解决热量流动问题,Sc区域则突出了潜在的解决方案。另外,即使Sc方案中出现传热方式的改变,如从对流变为传导,但由于其支配方程(即Navier-Stokes方程)不变,整体模型仍然有效。Bn和Sc区域共同改变了仿真工具的利用价值,将其从一个可以观查看到热管理问题的工具,变成了一个高效解决热设计问题的工具,提供给设计工程师潜在的解决问题的方案。结果是技术人员能更快更有效地解决热管理问题。

Mentor Graphics 系统设计部门市场开发总监John Isaac

图2,Mentor Graphics系统设计部门市场开发总监John Isaac

  
?????? Mentor Graphics系统设计部门市场开发总监John Isaac指出,FloTHERM可使设计人员在非常早期就发现热效应的问题。一般来说,在设计开始之前的分析是最有效的,而到了设计阶段再进行纠正,则需要复出10倍左右的成本。该成本将随着产品开发的进程而呈几何级数递增。以此类推,到了原型(Prototype)阶段成本为100倍,如在最终的生产环节发现热效应问题,成本将高达1万倍。

  “FloTHERM采用‘控制体积(Controlled Volume)’模型,比有限元分析(FEA)更适用于CFD应用,其产生的结果更准确和高速。FloTHERM的创新技术则将它推到了改革设计工程师求解散热管理挑战的前沿。这两个新的技术,连同FloTHERM 经典的热分析功能,将帮助设计工程师更快找到更好的解决方案。他们不再是测试带有设计问题的尝试性方案,而是基于Bn和Sc区域智能建议的指导设计他们的产品,” Erich Buergel补充道。


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