元器件熱分析
關注創建者：海ing 創建時間：2019-04-04
元器件熱分析的視頻教程
基于icepack的電子元器件散熱仿真分析與優化，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。
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元器件熱分析的實例教程
電子設備中半導體元器件的熱設計
熱量通過物體和空間傳遞。傳遞是指熱量從熱源轉移到他處。
01
左中括號
三種熱傳遞形式
左中括號
熱傳遞主要有三種形式：傳導、對流和輻射。
傳導：由熱能引起的分子運動被傳播到相鄰分子。
對流：通過空氣和水等流體進行的熱轉移。
輻射：通過電磁波釋放熱能。
02
左中括號
散熱路徑
左中括號
產生的熱量通過傳導、對流和輻射的方式經由各種路徑逸出到大氣中。
電子設備中半導體元器件的熱設計
熱量通過物體和空間傳遞。傳遞是指熱量從熱源轉移到他處。
三種熱傳遞形式
熱傳遞主要有三種形式：傳導、對流和輻射。
傳導：由熱能引起的分子運動被傳播到相鄰分子。
對流：通過空氣和水等流體進行的熱轉移。
輻射：通過電磁波釋放熱能。
散熱路徑
產生的熱量通過傳導、對流和輻射的方式經由各種路徑逸出到大氣中。
來源 | Advanced Materials
01
背景介紹
通過設計熱學超材料的結構構型，可實現熱流的操縱與控制，從而獲得超常熱功能，如：熱隱身、熱集中、熱偽裝、熱旋轉等。熱學超材料設計涉及高維設計空間、多個局部極值、巨大計算成本，以及熱學屬性與單胞結構間多種對應關系等，這給熱學超材料的智能設計帶來了巨大的挑戰，因此，開發出自動、實時、可定制化地設計熱學超材料的方法十分重要。
02
成果掠影
近日，華中科技大學高亮教授團隊關于熱學超材料拓撲優化設計的最新研究成果提出了深度學習賦能的熱學超材料拓撲優化設計方法，實現了自由形狀熱學超材料的智能設計。設計的“熱隱衣”可屏蔽外部溫度場對器件內部物體的干擾，實現主動隔熱，可用于熱敏元器件的熱防護。該方法采用深度生成模型，將拓撲功能單胞概率表示在隱空間，根據熱學超材料的定制功能需求，可自動、實時地生成具有目標熱傳導張量的拓撲功能單胞，進而快速生成熱學超材料。基于上述思路，研究團隊設計了多種具有自由形狀、背景溫度獨立、全方向功能的熱隱身超材料，并通過數值仿真和熱學實驗驗證了其良好的熱隱身效果。該研究工作也為熱學超材料的智能設計提供了全新思路，可靈活實現不同背景材料、自由形狀和不同熱功能的熱學超材料的快速設計，解決了傳統熱學超材料設計中大規模有限元計算與反復優化迭代所帶來的計算效率低的難題，進一步推動了熱學超材料在航空航天、電子等領域的工程應用。相關研究成果以“Deep-Learning-Enabled Intelligent Design of Thermal Metamaterials”為題發表于《Advanced Materials》。
展開 確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時?？蓺w結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。
3、非破壞檢查
X-Ray檢測，即為在不破壞芯片情況下，利用X射線透視元器件（多方向及角度可選），檢測元器件的封裝情況，如氣泡、邦定線異常，晶粒尺寸，支架方向等。
適用情境：檢查邦定有無異常、封裝有無缺陷、確認晶粒尺寸及layout
優勢：工期短，直觀易分析
劣勢：獲得信息有限
局限性：
1、相同批次的器件，不同封裝生產線的器件內部形狀略微不同；
2、內部線路損傷或缺陷很難檢查出來，必須通過功能測試及其他試驗獲得。
案例分析：
X-Ray 探傷----氣泡、邦定線
X-Ray 真偽鑒別----空包彈（圖中可見，未有晶粒）
“徒有其表”
下面這個才是貨真價實的
X-Ray用于產地分析（下圖中同品牌同型號的芯片）
X-Ray 用于失效分析（PCB探傷、分析）
（下面這個密密麻麻的圓點就是BGA的錫珠。
展開 內嵌元器件復合材料圓柱殼有限元應力分析
使用軟件：ansys apdl 或 ABAQUS
工期：一個月
預算：1000
需求描述：通過參數化建模分析，了解不同模型參數下復合材料層合板應力分布以及屈曲特性。
1. 探究內嵌元器件密度，厚度和形狀對圓柱殼結構力學性能的影響；
2. 探究圓柱殼不同厚度和曲率下結構的力學性能；
3. 探究元器件與復合材料層合板的界面結合力對結構整體性能的影響；
4. 基于優化的參數，探究元器件內嵌后全圓柱殼是否等厚度的應力差異分析；
5. 探究泡沫填充圓柱殼對吸能的影響
6. 探究圓柱殼內外有兩層金屬對吸能的影響
7. 可能有少量隨著該模擬的進行覺得有必要的參數
產品形狀類似下圖
展開 
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某袋除塵殼體結構選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結構示意圖
2、 建立模型
按照殼體結構示意圖建立幾何模型如圖2所示。
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節，故單獨建立出氣煙道模型
精彩直播預告
熱機耦合是仿真技術中復雜的類型，精確的模擬熱環境條件下結構材料、變形、接觸等變化的非線性條件是一個難點，引用Marc完全的熱機耦合技術，簡易流程化的結構，熱設置方法，便捷的實現熱機耦合前處理定義。本次直播不止有硬核知識，更有「工業級案例」實戰放送！
本期直播講堂請到了非線性CAE仿真專家宋金松老師將深入解析Marc在熱機耦合仿真中的關鍵技術，從熱機耦合基本流程、設置定義
Icepak熱仿真分析軟件可以進行環境級、板級和元器件級的熱分析。廣泛應用于工業、航空航天、通訊、電器等領域。通過學習ANSYS Icepak軟件熱仿真分析技術[4]。對某型號大功率固體繼電器(以下簡稱：產品)進行熱仿真分析，分析后可得出的產品所有元器件的溫度以及熱量分布情況，在研制初期對產品結構進行改進，降低產品溫升，縮短研制周期。
來源 | Advanced Materials
01
背景介紹
通過設計熱學超材料的結構構型，可實現熱流的操縱與控制，從而獲得超常熱功能，如：熱隱身、熱集中、熱偽裝、熱旋轉等。熱學超材料設計涉及高維設計空間、多個局部極值、巨大計算成本，以及熱學屬性與單胞結構間多種對應關系等，這給熱學超材料的智能設計帶來了巨大的挑戰
內嵌元器件復合材料圓柱殼有限元應力分析
使用軟件：ansys apdl 或 ABAQUS
工期：一個月
預算：1000
需求描述：通過參數化建模分析，了解不同模型參數下復合材料層合板應力分布以及屈曲特性。
1. 探究內嵌元器件密度，厚度和形狀對圓柱殼結構力學性能的影響；
2. 探究圓柱殼不同厚度和曲率下結構的力學性能
畢業設計，求指教
器件一旦壞了，千萬不要敬而遠之，而應該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會的發展就是一個發現問題解決問題的過程，出現問題不可怕，但頻繁出現同一類問題是非?？膳碌?。
失效分析基本概念
定義：對失效電子元器件進行診斷過程。
1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
6SigmaDC是一款專用于數據中心領域的CFD仿真工具，還可以用于對電子元器件的熱仿真分析。6SigmaDC提供了大量數據中心專有模塊，幫助用戶快速建模，例如：PDU（分布式供配電單元）、UDF（不間斷供電系統）、精密空調單元、機柜等。此外，6SigmaDC的PAC study功能也方便用戶對不同工況案例進行控制變量后的不同結果對比研究。
電子設備中半導體元器件的熱設計
熱量通過物體和空間傳遞。傳遞是指熱量從熱源轉移到他處。
