現(xiàn)在的電子產(chǎn)品體積小、熱耗大，因此必須要求有良好的散熱設(shè)計(jì)。器件過(guò)熱勢(shì)必降低其可靠性，進(jìn)而導(dǎo)致高昂的設(shè)計(jì)成本。為了確保IC封裝、PCB和整機(jī)系統(tǒng)的卡靠性。工程師需要使用ANSYS Icepak來(lái)確保產(chǎn)品良好的散熱設(shè)計(jì)。
ANSYS Icepak包含先進(jìn)的求解器，其魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，自動(dòng)化的網(wǎng)格技術(shù)，使得工程師可以對(duì)所有的電子產(chǎn)品進(jìn)行快速的熱設(shè)計(jì)模擬。作為專(zhuān)業(yè)的熱分析軟件，可以解決各種不同尺度級(jí)別的散熱問(wèn)題：
環(huán)境級(jí) —— 機(jī)房、外太空等環(huán)境級(jí)的熱分析
系統(tǒng)級(jí) —— 電子設(shè)備機(jī)箱、機(jī)柜以及方艙等系統(tǒng)級(jí)的熱分析
板 級(jí) —— PCB板級(jí)的熱分析
元件級(jí)?—— 電子模塊、散熱器、芯片封裝的熱分析
快速模擬電子系統(tǒng)熱分布
電子產(chǎn)品的迅速更新需要工程師具有便捷的熱設(shè)計(jì)能力。工程師可以通過(guò)ANSYS Icepak的標(biāo)準(zhǔn)電子組件來(lái)建立電子產(chǎn)品的真實(shí)熱模型，同時(shí)進(jìn)行快速計(jì)算，得到產(chǎn)品的熱特性分布。
工程師通過(guò)簡(jiǎn)單的拖拽、下拉等操作，對(duì)Icepak提供的小組件（比如：機(jī)箱、風(fēng)扇、封裝、PCB板和散熱器等等）進(jìn)行編輯修改，即可快捷地建立完整的系統(tǒng)熱模型；修改不同的參數(shù)，還可以對(duì)不同工況進(jìn)行熱模擬分析比較。
精確模擬PCB板
高溫勢(shì)必影響PCB的工作性能，因此工程師需要將PCB的熱設(shè)計(jì)和PCB的電氣功能設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。使用ANSYS Icepak，工程師可以將各種EDA軟件的PCB布線(xiàn)導(dǎo)入Icepak（包括PCB的尺寸、器件的布局、PCB板布線(xiàn)和過(guò)孔信息等，均可以導(dǎo)入），這樣工程師可以得到精確的PCB熱特性。Icepak也可以模擬PCB板的焦耳熱損耗等。工程師利用Icepak可以精確預(yù)測(cè)PCB的溫度分布及各IC器件的結(jié)溫。
IC封裝的詳細(xì)和簡(jiǎn)化模型
由于高溫嚴(yán)重影響設(shè)備的可靠性，先進(jìn)的封裝工藝均要求封裝有良好多熱設(shè)計(jì)。ANSYS Icepak包含各類(lèi)IC封裝的詳細(xì)和簡(jiǎn)化熱模型。另外，工程師可以導(dǎo)入EDA軟件的封裝信息，比如基板布線(xiàn)和過(guò)孔、金線(xiàn)、焊錫凸塊、硅片DIE尺寸及焊球等等，同時(shí)Icepak還可以進(jìn)行各種封裝的熱測(cè)試模擬。對(duì)于詳細(xì)的封裝模型，可以自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)化后的DELPHI網(wǎng)絡(luò)IC模型，工程師進(jìn)行板級(jí)或系統(tǒng)級(jí)熱模擬時(shí)，可以得到各IC封裝的結(jié)溫分布。
快速穩(wěn)定的求解計(jì)算
ANSYS Icepak使用***的Fluent求解器進(jìn)行計(jì)算。可求解流動(dòng)及所有的傳熱模型—傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射換熱，可對(duì)電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算和穩(wěn)態(tài)計(jì)算。求解器可以對(duì)異形幾何的貼體網(wǎng)格進(jìn)行耦合計(jì)算；允許工程師用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)任何復(fù)雜的電子幾何單元進(jìn)行貼體保性的網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行計(jì)算求解。
自動(dòng)優(yōu)秀的網(wǎng)格技術(shù)
提供先進(jìn)的自動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，可自動(dòng)產(chǎn)生高質(zhì)量的網(wǎng)格，并真實(shí)表達(dá)幾何形狀。其網(wǎng)格類(lèi)型包括：Mesher-HD、非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；不用人工干預(yù)，便可以對(duì)復(fù)雜幾何產(chǎn)生貼體的網(wǎng)格。另外，工程師可以對(duì)Icepak的網(wǎng)格進(jìn)行人工控制。優(yōu)秀的網(wǎng)格技術(shù)可以有效地改善求解計(jì)算的時(shí)間。
Icepak—基于對(duì)象的建模方式
包含電子行業(yè)常用的預(yù)定義小組件：機(jī)箱、風(fēng)扇、離心風(fēng)機(jī)、IC封裝、電路板、通風(fēng)孔、散熱器等等。另外，包含電子行業(yè)常用的材料屬性、邊界條件等等。工程師可以快速地建立模型，并進(jìn)行模擬計(jì)算。
電子器件庫(kù)
豐富的標(biāo)準(zhǔn)電子器件庫(kù)方便用戶(hù)不用特意尋找器件的詳細(xì)數(shù)據(jù)。其包含材料庫(kù)、散熱器庫(kù)、導(dǎo)熱硅庫(kù)、封裝庫(kù)及各類(lèi)廠(chǎng)商的風(fēng)扇庫(kù)和離心風(fēng)機(jī)庫(kù)。
自動(dòng)耦合傳熱計(jì)算
根據(jù)PCB板布線(xiàn)和過(guò)孔的信息，Icepak可以計(jì)算出PCB板和IC封裝基板層的詳細(xì)導(dǎo)熱率分布。對(duì)于PCB板這種多層復(fù)合材料，得到各向異性不均勻的導(dǎo)熱率，可以大大提高電子熱設(shè)計(jì)的精度。
自然冷卻工況下，某MLPQ封裝的溫度云圖分布
使用MRF模擬真實(shí)風(fēng)機(jī)，得到某系統(tǒng)的跡線(xiàn)和溫度分布云圖
基于布線(xiàn)和過(guò)孔信息，計(jì)算IC封裝基板層的詳細(xì)導(dǎo)熱率
參數(shù)化/優(yōu)化計(jì)算
ANSYS Icepak定義的變量參數(shù)、組合函數(shù)等可進(jìn)入ANSYS Workbench平臺(tái)的參數(shù)管理系統(tǒng)，用戶(hù)可隨便輸入各變量的參數(shù)值，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)Icepak進(jìn)行多變量的參數(shù)化計(jì)算。
ANSYS DesignXplorer是Icepak的優(yōu)化模塊，通過(guò)MOGA (Multiple Objective Generic Algorithm)算法進(jìn)行多參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算，如下模型：
優(yōu)化散熱器個(gè)數(shù)和翅片厚度；
散熱器總質(zhì)量不超過(guò)0.326kg；
系統(tǒng)***溫度不超過(guò)70℃；
優(yōu)化結(jié)果：翅片厚度0.55893mm，翅片個(gè)數(shù)18，***溫度69.316℃，熱阻0.24513C/W，散熱器總質(zhì)量0.32546kg。
參數(shù)化計(jì)算
變量?jī)?yōu)化計(jì)算