電子散熱工程的案例
電子散熱工程中風扇選擇的9大因素
風機串聯P-Q曲線的修改
另外，并聯串聯的多個風扇對機箱系統本身的散熱影響也不容忽視。
研討會報名 | 電子散熱設計仿真技術專題
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議程安排
2024年3月29日下午13:00至16:30
13:00 - 13:30
來賓簽到
13:30 - 14:10
※ 電子產品熱設計/仿真/測試（硬件）綜合方案介紹
※ 安世亞太PeraSIM CFD在熱設計、分析領域的應用介紹
14:10 - 14:40
※ 安世亞太PeraSIM Mechanical在電子產品結構分析領域的應用介紹
14:40 - 15:00
中場休息
15:00 - 15:20
※ 電子散熱溫度場自主降階技術介紹
15:20 - 15:50
※ 基于增材新工藝散熱器設計經驗介紹
15:50 - 16:10
※ 電子散熱設計工程案例分享
16:10 - 16:30
現場互動答疑
參會地址
上海市浦東新區平家橋路36號
晶耀前灘5號樓9樓
地鐵6/8/11號線
東方體育中心站4號口出
活動咨詢
電話：021-58403100-816
郵箱：sh.marketing@peraglobal.com
展開 電子散熱工程中風扇選擇的9大因素
風機串聯P-Q曲線的修改
另外，并聯串聯的多個風扇對機箱系統本身的散熱影響也不容忽視。
基于Simdroid電子散熱模塊的電子設備機箱散熱設計與優化
一、背景介紹
熱設計就是通過合理的散熱方式保證良好的熱環境，確保電子設備可靠的工作。隨著電子技術的迅速發展，電子設備的結構越來越復雜，且越來越趨于小型化，散熱問題成為了影響設備可靠性的重要因素。據統計，電子設備有超過一半的故障是由過熱引起的，并且故障率會隨溫度升高成指數式增長。為了有效避免電子設備機箱內溫度過高，影響電子器件正常工作，在結構設計時就需要考慮散熱。傳統方法是根據指標要求和工程經驗設計出樣品，做出樣機后用環境試驗測試，根據測試發現的問題進行設計改進，不斷循環得到合格產品，其研制周期和成本都普遍較高。
圖1 典型電子設備機箱結構（圖片來自網絡）
機箱機柜裝配了大量電控組件，這些組件在使用過程中散發大量熱量，如果不及時有效地將這些熱量散發到環境中，將導致設備內元器件或部件溫度過高，影響設備運行性能，甚至引發器件損壞，降低整體設備的穩定性和壽命。目前電子設備的散熱方式可分為自然散熱、風冷散熱、液冷散熱、熱電制冷和熱管冷卻等。
風冷散熱一般指采用風扇、空調等設備對機箱機柜進行散熱，其主要特點：
（1）風冷系統簡單可靠、安裝方便、故障率低，在北方部分城市的冬季還可以利用自然冷源對機柜進行散熱；
（2）風冷散熱的本質是將設備產生的熱量轉移到環境中，成本遠低于其他散熱方式；
（3）散熱效率相對較低。風冷散熱通過機箱內散熱器及外表面對機箱內電子設備散熱，散熱效率較低；
（4）散熱風扇噪聲較大，影響使用者體驗。
圖2 典型風冷系統結構圖（圖片來自網絡）
液冷冷卻通常是指利用液體冷卻介質對機柜進行冷卻，液冷冷卻系統通常包括直接水冷系統、水冷背板系統和環路熱管系統等，其主要特點：
（1）散熱效率高。液冷散熱功率可達200 W/cm2，是風冷散熱的20 倍；
（2）噪音低。
展開 
AI賦能電子散熱設計，迅速識別熱風險，實現散熱設計優化（內含干貨直播）
</p><p> 總而言之，Celsius Studio這款產品為電子散熱設計領域帶來了一股新風，有望成為未來電子散熱設計的首選工具。</p><h3><strong>Celsius Studio具有以下優勢</strong></h3><p> 設計人員借助Celsius Studio可以簡化工作流程，改善團隊協作，減少設計迭代，實現可預測的設計進度，進而縮短周轉時間，加快產品上市。
展開 CFDesign電子散熱一例_投影儀的散熱分析
模擬過程
導入CFdesign：直接從pro/e界面將裝配件導入到CFdesign中
單位：inch-watt
邊界條件:（圖中箭頭所示方向為流體流動方向）
? 進口: 0Pa 進口溫度：25 degrees Celsius
? 出口: 0 Pa
? 燈泡功率：120W
? 其它芯片的功率：2W
網格設定（手動設定網格）：
風扇、電容、芯片、變壓器、散熱片均為0.2 inches
其余為0.8 inches
材料設定：
空氣設定為“Air_Constant”，
風扇的參數：20 ft^3 / min；2000 RPM，并選擇方向
其余均設定為AL
分析選項設定
flow on；heat on
求解設置
穩態求解（默認方式）
模擬結果
圖4： 網格分布
圖5速度場分布（兩種設計方案對比，顏色表速度）
圖6 跡線分布（顏色表溫度）
圖7溫度場分布（固體顏色表示溫度。截面顏色表速度）
展開 伏圖-電子散熱模塊介紹和路由器自然散熱仿真應用
<p><strong>一、背景介紹</strong></p><p><br></p><p>隨著電子行業的迅猛發展，電子設備的功能日趨復雜且集成度顯著提升，散熱問題作為制約設備性能、可靠性及使用壽命的關鍵因素日益凸顯。為此，業界對更精確、高效的散熱分析工具的需求愈發迫切，以期滿足不斷升級的電子設計挑戰。</p><p>計算能力的飛躍、數值算法的持續優化以及多物理場耦合技術的突破性進展，共同為新一代電子散熱軟件的開發鋪設了堅實的技術基石。這些技術支持使得軟件能夠深入模擬并準確預測復雜的電子散熱場景，為電子產品的優化設計提供了強有力的保障。</p><p><strong>二、伏圖-電子散熱模塊介紹</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify">伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC）是基于伏圖平臺開發的針對電子器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊。它內置電子產品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產品的熱分析模型，并利用成熟穩定的算法計算流動與傳熱問題，實現對電子產品的熱可靠性分析，可廣泛應用于通信設備、電子產品、半導體產品與設備、汽車、航空航天、數據中心等工業領域。伏圖-電子散熱模塊試用鏈接：<a href="https://www.simapps.com/v2/tool/electronic-cooling？
展開 讓電子散熱仿真更高效，更簡單：幾分鐘完成機箱散熱前處理
隨著集成技術和微電子封裝技術的發展，電子元器件的總功率密度不斷增長，而電子元器件和電子設備的物理尺寸卻逐漸趨向于小型、微型化，所產生的熱量迅速積累，導致集成器件周圍的熱流密度也在增加，所以，高溫環境必將會影響到電子元器件和設備的性能，這就需要更加高效的熱控制方案。
因此，電子元器件的散熱問題已演變成為當前電子元器件和電子設備制造的一大焦點。
Cradle scSTREAM熱流分析軟件已經為電子行業服務了三十多年。該軟件不斷推陳出新，強大的前處理，高效的求解能力，無以倫比的超強后處理是該軟件的三大特色。針對電子散熱從板級，系統級，環境級，具有完整的解決方案。
展開 電子產品散熱專題培訓：培訓合格頒發中國電子學會認證證書 ￥3980
1) 培訓時間
2024年3月29日-2024年3月31日：9：00-17：00
2) 培訓地點：深圳市福海街道美聲云谷凌云谷 1 樓培訓室
交通指引:12 號線福海西地鐵站 A 口直行 600 米到
3) 培訓專家
柳老師，多年系統散熱/噪音/流體設計工作經驗，精通熱仿真軟件（包括 ANSYS Icepak & Comsol），精通ANSYS Mechanical APDL及其相關問題，精通有限元模型創建方法，以及實際物理模型與有限元分析模型之間聯系及轉換方法、原理、過程，充分熟悉 ANSYS單元庫結構及其應用。 熟悉散熱模組設計和制造流程，善于管理ODM/OEM。
先后曾在新能源汽車、電池行業、3C類電子產品等領域深耕多年，對于項目數據簡化，模型構建，芯片封裝處理，網格劃分與優化，仿真精度控制，結算結果的處理等方面均有豐富經驗和獨到見解。另外精通CAD 軟件如CREO、CATIA、SolidWorks、SolidEdge 等。多年來，在諸多電子行業積累了良好的口碑和大量的經驗。
4）培訓目標
課程特點：
所有案例都來源于工程實際，全程案例式教學，顧問式培訓，確保學員能學以致用，真正解決產品研發遇到的熱設計問題。
課程效果：
l 能夠電子設備熱設計、傳熱學、流體力學等基礎知識；
l 握對流、傳導、輻射等原理；
l icepak的基本分析理論；
l 網格劃分能力；
l 邊界條件分析能力；
l 結果后處理能力；
l 仿真-試驗閉環能力。
學員通過培訓考核后頒發中國電子學會認證的證書。
?報名須知：
1、本次培訓有上機操作環節，建議自帶筆記本電腦。
2、培訓從當天9:00開始，培訓咨詢請聯系：許經理，18319340234
展開 行業應用方案 | 電子散熱
Ansys 行業應用方案連載（8） | 電子散熱
據美國權威機構調查顯示，電子產品失效原因中55%跟溫度相關，因此電子產品的熱設計至關重要。
電子產品在日常生活和工業生產中必不可缺，特點也較為明顯，如：集成度越來越高，結構越來越復雜，產品研發周期越來越短，緊湊化程度越來越高，交叉學科的技術需求日益強烈等等。這些特點或多或少都會與熱設計工作相關，尤其是在5G和AI盛行的年代，電子產品的熱流密度越來越高，這給熱設計工作帶來巨大的挑戰。
熱設計的方法一般有理論分析法、熱測試法以及熱仿真法。工業產品復雜，只有比較少的理論分析解；熱測試是熱設計的重要手段，但周期長成本高而且在產品設計的前期是沒有樣品測試的；而熱仿真能很好地彌補理論分析和熱測試的不足，且已大量應用于工程實踐中。理論分析，熱測試和熱仿真，三者相輔相成，在可以預見的未來，熱仿真扮演著越來越重要的角色。
Ansys解決方案
Ansys電子散熱解決方案專注于電子產品的熱設計和熱仿真的相關問題, 主要涉及電子產品包括芯片封裝、PCB 板、機箱系統等。跟溫度相關的多物理場耦合仿真問題也是此電子散熱關注的重點，如電熱耦合問題、熱結構耦合問題、電熱結構耦合問題等。
1
芯片封裝級散熱分析
可編程性強，自動化程度高。
展開 戶外通信機柜電子散熱仿真
Simetherm是云道智造自主研發的、具有自主知識產權的電子散熱專用軟件，其內置電子產品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子系統的熱分析模型，并利用成熟穩定的算法計算流動與傳熱問題，實現對電子系統的熱可靠性分析。Simetherm可成熟應用在通訊制造業、電子元件制造業、軍工以及航空航天等工業中。在產品設計初期，工程師能夠以更加智能的方式創建仿真模型，對系統設計方案進行快速評估，識別潛在設計風險。
申請試用：https://www.simapps.com/v2/tool/electronic-cooling
展開 
SOLIDWORKS Flow Simulation電子機箱散熱
導讀
SOLIDWORKS Flow Simulation經常應用到電子冷卻方面，以這個機箱散熱問題為例，我們一般的散熱設計要求是CPU不能超過80℃，北橋芯片溫度不能超過85℃，南橋芯片不超過95℃。在實際情況下芯片內部的各處溫度是不一樣，面對與芯片級別的散熱分析我們需要一些熱仿真工具對芯片的內部結構進行詳細的建模以了解芯片內部的溫度分布。
操作步驟
當然了，加入我們的研究重點并不在于研究芯片本身溫度分布，而是針對板卡級別設置是以整個機箱系統作為散熱分析對象，那么我們就可以做以下簡化。
在SOLIDWORKS Flow Simulation中我們可以借助里面的風扇設置代替實體的風扇模型。
當我們的研究對象是整個機箱系統時，研究就更偏向宏觀角度，此時芯片就可以一個凸臺模型進行替代；對于一些通氣孔也可以用多孔板功能來進行代替，這樣一來就可以在保證模型工況與實際接近的情況下提高計算效率。也就得到以下模型。
這樣就可以進入到分析界面，首先通過向導設置最基本的單位、分析類型（包含內流場，固體內熱傳導、重力）、以及流體介質、固體材料、與外界的熱交換系數、初始溫度。
展開 行業應用方案 | 電子散熱
據美國權威機構調查顯示，電子產品失效原因中55%跟溫度相關，因此電子產品的熱設計至關重要。
電子產品在日常生活和工業生產中必不可缺，特點也較為明顯，如：集成度越來越高，結構越來越復雜，產品研發周期越來越短，緊湊化程度越來越高，交叉學科的技術需求日益強烈等等。這些特點或多或少都會與熱設計工作相關，尤其是在5G和AI盛行的年代，電子產品的熱流密度越來越高，這給熱設計工作帶來巨大的挑戰。
熱設計的方法一般有理論分析法、熱測試法以及熱仿真法。工業產品復雜，只有比較少的理論分析解；熱測試是熱設計的重要手段，但周期長成本高而且在產品設計的前期是沒有樣品測試的；而熱仿真能很好地彌補理論分析和熱測試的不足，且已大量應用于工程實踐中。理論分析，熱測試和熱仿真，三者相輔相成，在可以預見的未來，熱仿真扮演著越來越重要的角色。
Ansys解決方案
Ansys電子散熱解決方案專注于電子產品的熱設計和熱仿真的相關問題, 主要涉及電子產品包括芯片封裝、PCB 板、機箱系統等。跟溫度相關的多物理場耦合仿真問題也是此電子散熱關注的重點，如電熱耦合問題、熱結構耦合問題、電熱結構耦合問題等。
展開 PCB設計對電子器件散熱性能之影響
一般對發熱量高的器件而言，PCB上有較大的空間以利熱傳，因此置于中間位置的IC 器件散熱效果較好。
2. 在PCB上配置發熱特性不同的器件
當PCB上安裝耐熱性不同的器件時散熱方面應考慮于下風側裝置怕熱的器件（IC、晶體管、電容器等），而于上風處裝置耐熱及發熱的器件（如電阻、變壓器），這是因為若將怕熱器件安裝于發熱器件的發熱路徑之上，會使得溫度變得更高。在實際情況不允許的時候，可考慮在器件之間加裝檔熱板。
3. 在PCB上配置發熱特性不同的IC 時需注意事項
在這種狀況之下，要求的重點是考慮如何將其配置為均勻溫度分布，基本上式發熱量大的器件安裝于上風側，而將發熱量低的器件裝于下風側，如此發熱量大的IC，其溫度可以不會上升得太高。實際上的IC 溫度可由數值仿真軟件來做預測及仿真。
4. 器件配置需配合散熱方式
在自然對流時，由于通風來自溫差引起的浮力，因此要注意避免妨礙通風的凸起物，因此圖十b 的溫度較低。在強制對流時，由于可以得到強大的通風力，因此設計重點則是提高零件到表面的熱傳系數，加速空氣的混合，圖十a 的擺設方式雖然造成阻礙，但是如果風量足夠，擾流所引起的熱傳系數增加所造成的冷卻效果較大。
5. 器件配置配合系統設計
應將發熱量高的原件安裝于系統中方便通風的地方，例如通風口旁或接近風扇的地方，尤其是空間小的電子裝置如筆記本電腦等。如此可縮短散熱路徑，也不會加熱到其它的裝置或器件。
結論
隨著電子產品發熱密度的不斷提升，PCB的散熱需求也越來越受到重視，良好的器件散熱設計將可使器件的熱有效散去而使過熱問題的發生機會降低【8】。當器件散熱無法滿足需求時，PCB的散熱就成為很重要的設計方向。有了良好的PCB散熱考慮，就可避免因額外于系統中加裝散熱裝置所產生空間、成本及噪音等問題。
展開 下午直播 | 關鍵性Icepak電子封裝散熱技術
Ansys Icepak軟件基于CFD理論可對各類電子產品進行熱仿真。數十年來普遍應用于各行業中，如航天航空、電子電力、醫療器械、汽車電子、手機終端、攜帶式計算器、變頻器、交流器、LED、IC芯片封裝等各類電子產品中。隨著Ansys全力投入開發軟件，今日Ansys Icepak已大幅強化各方面功能，并開發兼容于電子桌面軟件如HFSS/Q3D/Mechanical等直接耦合平臺，縮短用戶花費在探索軟件的時間。
