電子散熱的案例
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 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 ANSYS Icepak電子散熱分析高級培訓班
課程介紹：
仿真模擬是當今電子散熱設計必不可少的手段。它利用計算機技術幫助工程師快速發現散熱設計中的問題，分析散熱設計可能的改進方案。隨著設備小型化的發展，客戶體驗度需求的日益提升，企業對成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰：模型越來越復雜，對精度的要求越來越高，需要考慮的物理現象越來越復雜，期望的計算時間越來越短。一些曾經非常流行的電子散熱仿真軟件已經不能滿足這些新的工程需求。
ANSYS Icepak經過多年的發展，作為業界技術最完備的電子散熱仿真分析軟件，可以幫助工程師完成各種三維流體/熱分析，在通訊、消費電子、汽車電子、電力、家電等領域得到了廣泛的應用，已經成為電子散熱仿真領域最主要的工具之一。 ANSYS Icepak先進的模型與網格處理技術，可以求解幾何高度復雜的電子散熱結構；借助于高度自動化的ECAD數據導入實現微觀電子結構的詳細建模，輔以種高級流動/傳熱模型可以幫助用戶獲得精確的結果；完全自動的熱/結構/電磁耦合方案將復雜的電子多物理問題統一在一起求解，除了幫助用戶獲得更為準確的計算結果，還可以幫助用戶東西多物理場之間復雜的相互影響。
為了應對日新月異的電子散熱仿真需求，提升相關科技工作者的技術水平，同時也讓廣大散熱設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS軟件高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于2017年1月17日-18日在深圳開辦 “ANSYS Icepak電子散熱應用高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 【11月27-28日 上海】ANSYS官方培訓—基于Icepak的電子散熱分析高級培訓
基于Icepak的電子散熱分析高級培訓
培訓背景
仿真模擬是當今電子散熱設計必不可少的手段。它利用計算機技術幫助工程師快速發現散熱設計中的問題，分析散熱設計可能的改進方案。隨著設備小型化的發展，客戶體驗度需求的日益提升，企業對成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰：模型越來越復雜，對精度的要求越來越高，需要考慮的物理現象越來越復雜，期望的計算時間越來越短。一些曾經非常流行的電子散熱仿真軟件已經不能滿足這些新的工程需求。
ANSYS Icepak經過多年的發展，作為業界技術最完備的電子散熱仿真分析軟件，可以幫助工程師完成各種三維流體/熱分析，在通訊、消費電子、汽車電子、電力、家電等領域得到了廣泛的應用，已經成為電子散熱仿真領域最主要的工具之一。 ANSYS Icepak先進的模型與網格處理技術，可以求解幾何高度復雜的電子散熱結構；借助于高度自動化的ECAD數據導入實現微觀電子結構的詳細建模，輔以種高級流動/傳熱模型可以幫助用戶獲得精確的結果；完全自動的熱/結構/電磁耦合方案將復雜的電子多物理問題統一在一起求解，除了幫助用戶獲得更為準確的計算結果，還可以幫助用戶東西多物理場之間復雜的相互影響。
為了應對日新月異的電子散熱仿真需求，提升相關科技工作者的技術水平，同時也讓廣大散熱設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS軟件高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于2018年11月27日-28日在上海開辦“基于Icepak的電子散熱分析高級培訓”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 
如何使用 Fluent 軟件做好電子產品的散熱問題？
▲ 基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題分析基本工作流程
電子散熱仿真中的幾何處理（SCDM）
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和幾何處理軟件，可以提供給CAE分析工程師一種全新的CAD幾何模型的交互方式，從而顯著地縮短產品設計周期，大幅提升CAE分析的模型處理質量和效率。
▲ SCDM 新一代3D建模和幾何處理軟件
對于電子散熱問題，通常工程師需要：
■ 處理大量固體電子元器件的幾何模型，
■ 考慮多個實體間的干涉與縫隙
■ 獲取固體之間的流場區域
■ 根據不同的情況進行幾何分類（如風扇區域、格柵區域等）
對于電子散熱仿真中紛繁復雜的幾何問題，SCDM可以結合自身特點，高效地完成幾何修復與幾何簡化的工作，從而使CAD設計與CAE仿真建立高速橋梁，完成仿真的第一步。
▲ 使用SCDM修復和簡化的電子器件幾何模型
▲ SCDM軟件快速獲取流體仿真區域
電子散熱仿真中的網格工具：Workbench Meshing
Workbench Meshing 是ANSYS旗下應用最為廣泛的網格劃分工具，該軟件具備有多物理場網格劃分的功能，可以在流體、結構、電磁、顯示動力學、水動力學等物理場仿真的流程中，出色的完成對應的功能，劃分區分各自求解器特征的有針對性的網格。
對于基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題仿真，Workbench Meshing也是一個不錯的選擇，它可以針對流體仿真的問題進行高效準確的網格劃分。
展開 高手拆招，如何使用 Fluent 軟件做好電子產品的散熱問題？
圖 基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題分析基本工作流程
1、電子散熱仿真中的幾何處理（SCDM）
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和幾何處理軟件，可以提供給CAE分析工程師一種全新的CAD幾何模型的交互方式，從而顯著地縮短產品設計周期，大幅提升CAE分析的模型處理質量和效率。
SCDM 新一代3D建模和幾何處理軟件
對于電子散熱問題，通常工程師需要處理大量固體電子元器件的幾何模型，而且這些器件大多不是同一種材料，因此還要考慮多個實體間的干涉與縫隙；同時，工程師還需要獲取固體之間的流場區域，并根據不同的情況進行幾何分類（如風扇區域、格柵區域等）。
對于電子散熱仿真中紛繁復雜的幾何問題，SCDM可以結合自身特點，高效的完成幾何修復與幾何簡化的工作，從而使CAD設計與CAE仿真建立高速橋梁，完成仿真的第一步。
使用SCDM修復和簡化的電子器件幾何模型
SCDM軟件快速獲取流體仿真區域
2、電子散熱仿真中的網格工具（Workbench Meshing）
Workbench Meshing 是ANSYS旗下應用最為廣泛的網格劃分工具，該軟件具備有多物理場網格劃分的功能，可以在流體、結構、電磁、顯示動力學、水動力學等物理場仿真的流程中，出色的完成對應的功能，劃分區分各自求解器特征的有針對性的網格。
對于基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題仿真，Workbench Meshing也是一個不錯的選擇，它可以針對流體仿真的問題進行高效準確的網格劃分。
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展開 伏圖?電子散熱仿真軟件 v2023 介紹
伏圖?電子散熱軟件是北京云道智造科技有限公司自主研發的一款針對電子器件、設備等散熱的專用熱仿真軟件，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?？蓮V泛應用于通信設備、電子產品、半導體產品與設備、汽車、航空航天等工業領域。
應 用 范 圍
1、電子產品芯片的熱設計與分析
2、PCB板和散熱模組的散熱設計優化
3、手機、平板電腦、機箱、機柜的全尺度熱仿真分析
4、大型機房與系統級別的散熱仿真
核 心 功 能
1、快速建模
伏圖?電子散熱軟件提供大量電子設備專用零部件的參數化建模宏，快速準確地完成各種冷卻場景的建模。
? 基礎幾何形體：提供立方體、平面、圓柱、棱柱、管道、斜面等基本形體的模型。
? 常見電子器件：提供機箱、多孔板、電路板、芯片、散熱器、風扇、半導體制冷器、裸晶等電子設備內常見元器件的參數化模型，基于器件的傳熱流動特性進行了物理化簡。
? 物理條件設置：支持用戶直接在幾何模型上添加物理屬性，包括流動邊界和熱邊界等，實現復雜設備中的流動傳熱分析。
? 豐富數據接口：可導入主流CAD軟件生成的復雜幾何模型（step格式），也可導入主流分析軟件FloTHERM、Icepak的模型（ECXML文件）；可導入ECAD軟件生成的PCB布置文件（IDF格式）、芯片熱源分布文件（CSV格式）。
電子產品專用零部件庫
2、網格剖分
伏圖?電子散熱軟件具備跨尺度的正交六面體網格剖分能力，能對數萬量級個數的自建模型和導入曲面模型進行快速穩定的網格剖分，支持數億量級網格單元數量的剖分與顯示。
? 局部網格控制：支持局部加密網格和設置邊界層網格，優化計算效率與精度。
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 FLOTHERM——電子系統散熱仿真軟件的先驅
FloTHERM之介紹
FloTHERM軟件第一版問世至今日，FloTHERM的目標一直非常明確，成為電子散熱系統最好的軟件，最受用戶喜歡的軟件。FloTHERM是電子行業熱分析軟件的市場領袖，在整個行業，其擁有絕對強勢的用戶、應用案例、熱分析模型庫、技術文章。據第三方統計數據，全球98%的用戶樂意向同行推薦FloTHERM。FloTHERM以其強悍的技術、精準的求解結果、易學易用操作簡單一統整個電子散熱市場。
工程師可以使用FloTHERM快速創建電子設備虛擬模型，運行熱分析，在建立物理樣機之前迅速便捷地測試設計修改。
FloTHERM使用高級CFD技術預測元器件級、板級、系統級的電子設備氣流、溫度、熱傳。
FloTHERM顯著特點
SmartParts 幫助工程師迅速創建模型
高級MCAD與EDA接口 方便導入現有的MCAD或者EDA模型文件
結構化正交網格 縮短求解時間
展開 研討會報名 | 電子散熱設計仿真技術專題
? 把脈汽車電子、通訊電子產品熱設計遇到的問題
? 掌握汽車電子、通訊電子產品熱仿真、熱測試的完整方案與流程
? 深入了解汽車電子、通訊電子熱仿真工具及能力
? 獲悉汽車電子、通訊電子系統數字孿生相關進展
隨著各行業電子產品的發展，除了大型的服務器，當前移動設備都趨向小型化的發展趨勢，散熱設計的空間非常有限，使得熱設計在產品設計與制造過程中成為關鍵。
對于通訊行業來說，隨著無線通信設備的不斷發展，要求封裝散熱性能更加出色以應對高密度、高功率的集成電路。
對于汽車來說，電子產品的增多與功率密度的不斷增大，熱設計需考慮到材料改進、狹小車載空間風道的合理設計、散熱設備的設計與選型等。
安世亞太特此面向汽車電子、通訊電子行業電路/電氣/結構/熱設計工程師及設計部門經理籌辦本次電子熱設計技術專題研討會。會上將著重于汽車、通訊行業的電子散熱內容。其中包括熱測試技術、熱仿真技術、熱設計的綜合解決方案，對封裝，PCB最先進的熱測試技術進行分享和交流。同時也將詳細介紹封裝級、板機、模組級、系統級別的熱設計仿真優化與多物理場，并對眾多汽車、通訊行業電子散熱設計中遇到的問題與解決方案進行分享。
展開 自主通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）及伏圖電子散熱模塊上架華為云商店
產品功能
申請試用：
https://www.simapps.com/v2/tool/simdroid
伏圖電子散熱
云道智造基于根技術平臺開發的伏圖電子散熱模塊，對標國際主流商業軟件，已在國內電子通信龍頭企業、芯片企業得到標桿性應用，并面向相關行業領域進行推廣。
伏圖電子散熱軟件界面
伏圖電子散熱模塊是針對電子元器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊，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，從而對電子產品進行高效的熱可靠性分析。可廣泛應用于通信設備、電子產品、半導體產品與設備、汽車、航空航天等工業領域。
電子產品仿真應用
申請試用：
https://www.simapps.com/v2/tool/electronic-cooling
展望未來，云道智造將憑借在工業仿真軟件研發方面的豐富經驗與技術優勢，攜手華為云，以自主可控的CAE仿真軟件產品，為制造業企業提供更優質的解決方案與更高效的服務，全面賦能制造業數字化轉型與高質量發展。
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 伏圖(Simdroid)5.0 電子散熱模塊介紹 | 試用
<p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC）</strong><span style="color: rgb(0, 0, 0);">是云道智造基于通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖開發的針對電子元器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊，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，對電子產品進行高效的熱可靠性分析。</span></p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-center">
<jsk id="C_Play9020cb01224271ef803a5017e1f90102" videoid="9020cb01224271ef803a5017e1f90102" duration="1分59秒">
<img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png?
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 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。
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芯片封裝級散熱分析
可編程性強，自動化程度高。
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