ansys散熱芯片
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys散熱芯片的視頻教程
從零開始學(xué)散熱——熱設(shè)計(jì)角度理解單板和芯片
元器件是熱量的源頭，了解單板和元器件的熱特性，是熱設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)散熱方案的基礎(chǔ)。 網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于芯片封裝的資料很多，但從熱設(shè)計(jì)角度分析封裝特性的極少。本資料從熱設(shè)計(jì)工程師的角度去理解剖析單板和元器件的特征，為合理設(shè)計(jì)外圍散熱方案提供參考。 本視頻內(nèi)容參考書籍《從零開始學(xué)散熱》第五章芯片封裝和電路板的熱特性。
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從零開始學(xué)散熱——Ansys Icepak瞬態(tài)仿真
介紹使用Ansys Icepak進(jìn)行瞬態(tài)仿真的知識。 同時(shí)對儲熱材料的特征和建模方式做簡介。 瞬態(tài)仿真在熱設(shè)計(jì)中用的不多，但隨著新能源汽車、快速充電器、智能手表等產(chǎn)品的興起，瞬態(tài)設(shè)計(jì)越來越廣泛，看到有許多朋友反饋Ansys Icepak瞬態(tài)仿真的一些問題。 這部分內(nèi)容原本想加到 從零開始學(xué)散熱——實(shí)用Ansys Icepak教程中，結(jié)果因?yàn)槟莻€(gè)課程節(jié)數(shù)太多加不了了，就單獨(dú)列出來了。
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ANSYS Icepak電子散熱2020 R1新功能介紹
適用人群：電子產(chǎn)品散熱設(shè)計(jì)的企業(yè) Ansys Icepak電子散熱2020 R1新功能介紹【已結(jié)束】?直播時(shí)間：2020-02-28 16:00 目前，ANSYS Icepak 分為 AEDT-Icepak 和 Classic-Icepak 兩大版本。
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ansys散熱芯片的實(shí)例教程
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)芯片的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)芯片穩(wěn)態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
來源 | 湃泊科技官方
2024年1月3日，湃泊科技的芯片熱沉工廠在深圳市寶安區(qū)松崗江碧環(huán)保科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園落成，全面建成后月產(chǎn)值將達(dá)500萬顆，不僅將成為國內(nèi)最大激光熱沉工廠，或也將成為全球在芯片熱沉細(xì)分領(lǐng)域最大的現(xiàn)代化工廠。
湃泊所聚焦的芯片熱沉賽道屬于高功率激光芯片的一個(gè)環(huán)節(jié)，“激光芯片”屬于高端制造，但在近年來已經(jīng)絕大部分實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代，除了熱沉陶瓷散熱片環(huán)節(jié)，一直被日本、美國公司所壟斷。
事實(shí)上，中國在高功率激光制造環(huán)節(jié)下游，比如高鐵、新能源汽車、包括軍工、航天，近幾年到未來增長非常快。也就是說，中國幾乎是芯片熱沉最大的應(yīng)用市場，但是在激光芯片熱沉環(huán)節(jié)是缺失的。完全受制于日本企業(yè)，甚至現(xiàn)在激光芯片散熱片比芯片本身還要貴。
使命、愿景、價(jià)值觀
湃泊創(chuàng)始人安屹向媒體解釋：“芯片散熱卡在三高問題：高熱、高壓、高頻，這是最大的痛點(diǎn)，湃泊下決心要從生產(chǎn)鏈條的根本上，和上下游的國內(nèi)廠商一塊兒解決這三大問題。”
所以，湃泊從創(chuàng)立初期，就致力于用國內(nèi)供應(yīng)鏈閉環(huán)，替代原來只能依靠日本、歐洲、美國的這條產(chǎn)業(yè)鏈。從熱沉設(shè)計(jì)，陶瓷預(yù)處理，PVD薄膜工藝，精細(xì)電鍍，光刻蝕刻，高精密研磨拋光整個(gè)鏈路，都將在深圳寶安的熱沉工廠實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。
車間局部
湃泊熱沉新工廠在寶安建成之后，將極大擴(kuò)充原來工廠的產(chǎn)能，成為國內(nèi)熱沉最大的生產(chǎn)供應(yīng)商。新廠開業(yè)現(xiàn)場，湃泊科技總經(jīng)理安屹、副總經(jīng)理付靜之致辭，大米創(chuàng)投基金董事長艾民、東莞市國資委主任梁燕、深圳寶安區(qū)松崗街道辦書記張?jiān)且舶l(fā)表講話，將湃泊科技比喻為中國“未來的京瓷”。
展開 01
前言
工作中的電路板有許多發(fā)熱比較大的元器件，比如MOS管、LED、三極管，尤其在滿載的情況下更為嚴(yán)重，散熱通孔是眾所周知的一種通過電路板表面貼裝元件的散熱方法。
在結(jié)構(gòu)上，板上開有一個(gè)通孔，如果該板是單層雙面板，則使銅箔連接電路板的頂面和底面，以增加用于散熱的面積和體積，降低熱阻。
在多層板的情況下，熱通孔可以連接多個(gè)層，或者可以僅限于層的部分連接，但是在所有情況下，基本原理都是相同的。
將貼片元件的散熱焊盤貼片安裝在PCB上，可以降低熱阻。熱阻取決于用于散熱的PCB上銅箔的面積和厚度，以及板的厚度和材料。本質(zhì)上，這些材料越寬越厚，散熱效果就越大。
但銅箔的厚度通常需要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，且不能過厚。此外，由于微型化仍然是基本設(shè)計(jì)要求，因此PCB的面積應(yīng)依照實(shí)際需求設(shè)計(jì)，實(shí)際的銅箔的厚度也不能做的得非常大，因此當(dāng)PCB超過一定的單面散熱面積時(shí)，單面電路板散熱效果會大打折扣。FR-4的導(dǎo)熱系數(shù)非常低。
解決這些問題的一種措施是使用熱通孔，通孔是通過鉆孔和鍍銅而形成的，與PTH或通孔用于層之間的電氣互連的方法相同。為了有效地使用散熱孔，散熱孔應(yīng)靠近加熱元件放置。
如下圖所示，利用了熱平衡的影響，因此很明顯將具有較大溫差的區(qū)域連接起來效果會很不錯(cuò)。
02
空心過孔與填充過孔影響
空心式通孔相比填充式通孔相比，空心式通孔將導(dǎo)致更高的熱阻。對于直徑為0.6mm的通孔，使用35 um(1 oz.)鍍銅，垂直于熱焊盤的面積僅為0.06 mm2，而焊料填充通孔的面積為0.28 mm2，導(dǎo)致熱阻為64°C/W，而填充了焊料則為42°C/W，如果完全填充銅則為14°C/W。
展開 圖7.采用VASCFs/SR墊片和VASCFs/PA/SR相變熱墊片時(shí)，模擬芯片在加熱功率為30 W時(shí)的溫升曲線(a)和平衡溫度(b)，以及散熱原理示意圖。
END
★ 平臺聲明
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隨著封裝結(jié)構(gòu)越來越小型化，我們越來越需要仔細(xì)評估芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱效應(yīng)，對于產(chǎn)品可靠性的影響。以及相關(guān)熱應(yīng)力對于芯片性能的影響。設(shè)計(jì)出合理的散熱封裝結(jié)構(gòu)可以有效的提高產(chǎn)品性能，本文以常見BGA封裝結(jié)構(gòu)為例，采用ANSYS穩(wěn)態(tài)散熱對封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。雖然模型很簡單，但是對于封裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)很有幫助。
一、模型
BGA的模型主要有芯片，基板，EMC，焊球，粘結(jié)層等組成，在建模的時(shí)候，我省略了一部分。
二、因主要考慮穩(wěn)態(tài)的散熱問題，計(jì)算量不大，因此可以采用全模型進(jìn)行分析。
三、對以上各層材料都賦予材料參數(shù)，熱導(dǎo)率可由材料供應(yīng)商出獲得；
四、熱源主要為芯片產(chǎn)生的熱，可以根據(jù)功率和芯片面積進(jìn)行換算。本例子中，芯片的熱生產(chǎn)率設(shè)定為0.075w/mm^2;
五、熱對流換熱系數(shù)設(shè)定為2e-4 w/(mm^2*K)
六、模型外面還會通過輻射進(jìn)行散熱，可以設(shè)定底部或者上部材料的黑度值為0.9；
七、環(huán)境溫度設(shè)置為22C；
八、計(jì)算的結(jié)果如下：
可以看出，在該工作功率下，芯片的溫升僅為31C。
展開 
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ansys散熱芯片的最新內(nèi)容
今日16:00，Ansys官方『Synopsys-Ansys硅光芯片全新仿真方案解析』研討會將介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler? 的光子集成電路設(shè)計(jì)集成方案。感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：4月28日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
本次 webinar 將會介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler
3D-IC技術(shù)：芯片集成的新范式
在消費(fèi)電子、通信、計(jì)算和汽車等眾多領(lǐng)域，對更高性能、更低功耗設(shè)備的需求持續(xù)攀升。為了應(yīng)對這一趨勢，集成電路（IC）設(shè)計(jì)正從傳統(tǒng)的二維平面向三維立體架構(gòu)演進(jìn)——3D-IC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
什么是3D-IC技術(shù)？
3D-IC是一類多芯片集成電路封裝技術(shù)的總稱。其核心思想是將多個(gè)半導(dǎo)體芯片（業(yè)內(nèi)常稱為“芯粒”）通過兩種方式組合
AnsysWB-硅芯片表面貼裝封裝的傳熱仿真5個(gè)月前
所有集成電路 （尤其是高速器件）都會產(chǎn)生熱量。在當(dāng)今密集的電子系統(tǒng)布局中，多
數(shù)情況下熱源都置于靠近熱敏性集成電路的位置。印刷電路板的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要考
慮熱敏器件和發(fā)熱器件的相對位置，使敏感器件不至于過熱。
有一種發(fā)熱裝置是調(diào)壓器，可以產(chǎn)生幾瓦的熱量，溫度會超過 70?C。如果在設(shè)計(jì)電路
板時(shí)將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置
AnsysWB-IGBT芯片穩(wěn)態(tài)熱仿真5個(gè)月前
絕緣柵雙極性晶體管模塊（IGBT模塊）因其能夠承受高電壓、導(dǎo)通強(qiáng)電流，同時(shí)快速切換兩種模式，成為大功率系統(tǒng)的熱門選擇。
該模塊由多個(gè)安裝在銅底板頂部的IGBT芯片組成，底部配有散熱器。在模塊中，電流因電阻損耗而產(chǎn)生熱量，這也被稱為焦耳熱。雖然散熱器以相對恒定的速率散熱，但模塊的開關(guān)以及隨后電流密度和熱源的增減會導(dǎo)致模塊以循環(huán)的方式加熱和冷卻。這種反復(fù)的熱膨脹和機(jī)械變形會導(dǎo)致機(jī)械疲勞[1]，
ANSYS workbench杯子瞬態(tài)散熱分析10個(gè)月前
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2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)杯子的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)杯子瞬態(tài)散熱的施加
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ANSYS workbench杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析10個(gè)月前
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2、理工科院校學(xué)生
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2、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)杯子穩(wěn)態(tài)散熱的施加
案例介紹：
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在本案例中，我們演示了使用微透鏡和端面耦合器進(jìn)行光纖到光子芯片的耦合。我們引入 Zemax OpticStudio以解決實(shí)際錯(cuò)位情況下通過微光學(xué)元件的傳播問題。作為演示，我們在正常條件下通過各個(gè)步驟查看功率損耗，然后進(jìn)行非理想情況、自定義選項(xiàng)和復(fù)雜的公差研究。我們將討論影響仿真精度的重要模型設(shè)置；然后提供有關(guān)如何分析不同對準(zhǔn)場景或使用自定義光學(xué)元件的指南。
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
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2、學(xué)習(xí)芯片瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)芯片瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)芯片瞬態(tài)熱的施加
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燈殼散熱，參數(shù)10顆燈珠，每顆燈珠設(shè)定50W完全用于發(fā)熱。
選用AL材料，對流系數(shù)是曲線值。在200℃及以上的熱導(dǎo)率是170W/m^2*K。
環(huán)境一：
設(shè)定環(huán)境溫度40℃，自然對流系數(shù)25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內(nèi)側(cè)面的所有外側(cè)面。
發(fā)熱量在10個(gè)小燈珠區(qū)域，總計(jì)設(shè)為500W。熱對流只設(shè)置在外表面。對流系數(shù)25W/m^2*℃。
劃分網(wǎng)格，求解最高溫度。
