1、散熱仿真簡介

熱仿真可以在不做出實際產(chǎn)品的前提下，通過輸入一系列的信息數(shù)據(jù)，來計算在不同運行場景下產(chǎn)品的散熱風(fēng)險。因此，熱仿真能夠提前預(yù)判產(chǎn)品的散熱方案是否合理，從而節(jié)約研發(fā)時間和打樣成本。熱仿真能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能如下：

（1) 可計算產(chǎn)品在不同環(huán)境下（溫度、濕度、海拔、陽光直射等）的溫度表現(xiàn)；

（2) 可顯示產(chǎn)品內(nèi)部及周圍熱流路徑，便于分析散熱控制環(huán)節(jié)；

（3) 可顯示冷卻介質(zhì)流動速度分布、流動路徑、壓強分布、風(fēng)扇和泵的工作點等流動相關(guān)的信息，便于分析理解散熱狀態(tài)和優(yōu)化方向；

（4) 可以實現(xiàn)相關(guān)參數(shù)自動優(yōu)化計算，在設(shè)計中的多變量耦合關(guān)系中自動獲取最優(yōu)設(shè)計區(qū)間。

2、散熱仿真的必要性

隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品的功耗越來越大，散熱問題成為了制約產(chǎn)品性能的重要因素。傳統(tǒng)的散熱設(shè)計方法往往需要多次試驗和改進，才能達到理想的效果。而散熱仿真可以讓工程師在設(shè)計階段就對產(chǎn)品的散熱性能有清晰的了解，從而為散熱設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。通過散熱仿真，企業(yè)可以輕松地找到散熱瓶頸，優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的散熱性能。

溫度之所以會影響電子產(chǎn)品的壽命，主要有以下幾個方面的原因：

（1）熱應(yīng)力與熱應(yīng)變：材料受熱會膨脹，不同材料膨脹率不同。由于芯片是由多種材料復(fù)合而成，溫度變化時，各部分的膨脹程度不同，會產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力過大時，會造成引線斷裂，甚至損壞芯片。

（2）腐蝕：溫度升高，會強化物質(zhì)活性，進而加速化學(xué)反應(yīng)進程。腐蝕本質(zhì)上是化學(xué)反應(yīng)，因此，在高溫下，芯片抗腐蝕性能下降。

（3）電氣性能變化：溫度變化時，材料的電氣性能會發(fā)生變化，如元件的電容、電阻、自感系數(shù)等，當(dāng)變化到一定程度，元器件可能會失效。

（4）電子產(chǎn)品中元器件與單板之間的連接時通過焊接實現(xiàn)的，當(dāng)溫度升高，焊接強度將變?nèi)?，溫度過高時，焊錫甚至?xí)诨?/span>

（5）溫度過高可能會引起部分元器件炸裂，如電容、IGBT等。

3、仿真能力介紹

（1）元器件級仿真分析：旨在通過仿真分析，評估元器件的散熱能力，預(yù)測元器件工作時可能達到的溫度，選擇合適的散熱方式，從而對元器件設(shè)計制造提供參考。主要應(yīng)用于大功率芯片以及功率元件的封裝設(shè)計。

（2）板級與模塊級仿真分析：通過仿真，評估PCB板或散熱模塊中溫度較高的風(fēng)險點，進行優(yōu)化。對于需要控制溫度和功率的元件，可以計算控溫器件需要的功率，為硬件設(shè)計提供參考。

（3）系統(tǒng)級仿真分析：主要對機箱、機柜等系統(tǒng)的散熱方案進行優(yōu)化，散熱器、風(fēng)扇選型。