優勢

• 使用導入的詳細PCB設計和集成電路熱特性進行分析，省時省力
• 將詳細的PCB數據快速導入Simcenter FLOEFD
• 通過更詳細的電子設備熱建模提高分析精度

摘要

Simcenter FLOEFD軟件的EDA Bridge模塊可將印刷電路板(PCB)詳細導入到您選擇的機械計算機輔助設計(MCAD)工具中，為熱分析做準備。一直以來，訪問PCB數據的有效方法是使用中間數據格式(IDF)文件對，但這種方法有很大的缺陷，尤其是在PCB的銅幾何體方面。

Simcenter FLOEFD EDA Bridge支持將包含材料和集成電路(IC)熱特性的詳細PCB導入到Simcenter FLOEFD中，以便單獨進行熱分析，也可以作為更大的系統級組件的一部分進行熱分析。

PCB導入文件格式

Simcenter FLOEFD EDA Bridge可以使用四種文件格式進行導入：

IDF

CC和CCE（Siemens Digital Industries Software的Xpedition軟件和PADS軟件的原生文件格式）

ODB++（用于PCB制造的中性文件格式）

IPC2581B（IPC數字產品模型交換聯盟的中性文件格式）

使用CCE、ODB++或IPC2581B的好處是可以讀取PCB堆疊和銅幾何體，并用于創建3D幾何體。當電路板中設計了熱垂直連接通道（過孔）或銅沉積等熱注意事項，這尤其有用。

印刷電路板建模級別

使用Simcenter FLOEFD可以通過四種方法對PCB進行建模：緊湊、分層、顯式方法或使用新型智能PCB。合適的方法取決于熱仿真所需的粒度（根據項目中可用于分析的時間進行判斷）以及設計階段可用EDA數據的約束。

有關每種方法的更多信息：

緊湊：創建正交各向異性材料屬性以基于電路板內銅含量計算面內和面間導熱率。

分層（詳細）：每層都有自己基于銅層覆蓋率的材料屬性，其中包括帶過孔的介電層。

緊湊型

分層（局部放大）

緊湊和分層方法的PCB材料熱導率建模選項：

分析：這是一種眾所周知的傳統方法，其中的有效屬性根據單個板層或整個電路板的銅和電介質的體積平均法確定。

經驗：這是一種獨特的專利方法，其中有效屬性基于與顯式銅表示相關的覆蓋率。多個驗證示例表明，相比分析方法，基于經驗有效導熱率的結果更能準確地預測組件溫度。

顯式：當有完整的布線板信息可用時，可以在更成熟的設計階段執行顯式銅建模。您可以導入包含電路板網表和銅布局的CCE、ODB++或IPC-2581B文件，然后創建所有適當的3D幾何體。

您也可以采用子集方法，使用“顯式網絡”方法對各個網絡進行建模，以進行焦耳熱分析：可以選擇特定網絡并將其建模為顯式網絡。然后，該軟件將在Simcenter FLOEFD中創建3D幾何體，以模仿整個網絡，包括過孔。

顯式

智能PCB：這是一種新穎的方法，其中布線板內的銅和電介質使用網絡組件表示。對于完全布線的電路板，這是一種計算效率非常高的方法，可以加快求解速度。表示的保真度可以通過在精細和平均之間切換進行調整，前者確保兩個網絡組件跨越小跡線的寬度，后者允許進行全面控制以粗化或細化網絡組件。

智能PCB-網絡組件

熱區–局部PCB建模保真度

定義增強的局部建模保真度有利于實現速度更快、計算效率更高的PCB熱分析。使用此方法，用戶不必對整個PCB進行顯式建模，因而不會犧牲關鍵部位的精度。為了準確計算關鍵的銅走線和層復雜性影響，用戶可在關鍵元器件下選擇一塊區域（標準熱區），或者在PCB上的任意部位設置一塊指定的矩形區域，以涵蓋一組元件的電路板屬性（獨立熱區）。可在單個電路板上定義多個熱區，并將其設置為緊湊、分層（細化）或顯式類型，連同設置整個電路板熱建模級別。

IC建模

元器件或IC封裝可通過多種方式進行熱表征，用于執行電子冷卻仿真。

在EDA Bridge中，可在導入如下模型時做一些設置。若尚未在電子設計自動化(EDA)工具中設置元器件高度，則可在EDA Bridge中指定默認值：

1.簡單：采用元器件塊表征。尺寸參照指定材料屬性的組裝體或放置輪廓。

2.雙電阻：使用電子工程設計發展聯合協會(JEDEC)指定的θJB和θJC熱阻。

將PCB從EDA Bridge遷移至Simcenter FLOEFD后，用戶可以按需手動將這些模型替換為以下類型（如適用）：

3.DELPHI多電阻：符合JEDEC準則的高級熱阻網絡，含有作為網絡組件導入的附加網絡節點。

4.詳細模型表征組件的完整3D材料和幾何體。

注意：通過Simcenter FLOEFD Package Creator應用程序可以在短短幾分鐘內生成基于清晰3D CAD幾何體的詳細模型。

PDML導入

PDML最初是一種Simcenter Flotherm軟件格式，供應商經常采用它為用戶提供IC封裝仿真模型。此*.pdml格式的IC封裝定義可導入Simcenter FLOEFD，其中包含有關幾何體、功率負載、材料特性或熱緊湊模型定義和表面輻射特性的信息。

電子元器件篩選

IC、電阻和其他元器件可依據一個或多個標準進行篩選。這樣即可賦能用戶透過分析移除與熱特性關系不大的組件，加快計算時間。安裝孔同樣可以進行篩選。

用戶可依據以下特性篩選零件：封裝尺寸、高度、功率、功率密度或參考標號。

導入功率列表

可使用包含參考標號和數字的CSV文件一次性應用多個邊界條件，不必針對部件逐一應用。存在多個元器件時，此功能非常有用。可導出CSV文件以供日后使用或編輯，如有必要。

可導入的邊界條件涵蓋從IC建模類型和屬性到它們的耗散功率等多元特性。

PCB電熱協同仿真

使用在EDA Bridge中生成并傳輸到Simcenter Flotherm的智能PCB，將電路板作為網絡組件執行建模，用戶可通過HyperLynxPI直流壓降分析軟件建立協同仿真。這種協同仿真通過對電阻隨溫度的變化執行建模，可以更精準地表征電路板銅走線功率耗散。它通過PCB特性表進行設置，用戶可從中選擇適用的網絡執行建模。

在協同仿真的每次迭代中，溫度結果會傳遞到直流壓降分析中，以更好地對銅電阻隨溫度的變化進行建模，隨后將來自PCB電氣網絡的最新焦耳熱功率圖饋送至系統級熱分析，以完成準確的溫度預測等任務。還可以通過設置協同仿真周期來控制熱特性信息在兩個工具之間傳輸的頻率。總體而言，這種電熱建模解決方案賦能工程師更好更準確地預測溫度影響，進而明確可能因壓降過大和高電流密度而出現故障的部位。