【技术应用】Simcenter Flotherm 2410 新版本新功能

By Byron Blackmore

在 Simcenter Flotherm 2410 软件版本中引入了新的增强功能，包括更简单的 PCB 热分析结果可视化、降阶模型改进，以及查看导入的 PCB 和 Die 材料属性数据以了解热导率变化。 

最新版本的Simcenter Flotherm 2410在 PCB 热分析结果的可视化方面引入了重大改进（以补充表格结果查看）。

新的后处理功能 PCB 绘图使得生成后处理图像操作变得简单直观，从而帮助用户更好地理解热性能，专注于热设计改进的有效区域。通过 PCB 绘图，用户现在可以以以下方式可视化器件数据:  

上述图像展示了现在可用的所有PCB绘图类型，并突出显示了平均温度和器件功率图。

这些新的绘图可以为使用Simcenter Flotherm EDA Bridge工具创建的PCB部件生成。

PCB可能包含数百甚至数千个组件。使用表格数据并按温度结果或功率排序是一种典型方法。然而，这可能不容易显示出组件的位置和分组，从而难以理解热设计问题。快速视觉识别哪些组件相对于最大允许工作温度是通过或失败的，对于确定补救性设计更改的优先级非常有价值。  

新的PCB Plots功能提供了可视化解决方案。用户现在可以根据每个组件与最大允许工作温度相比的温度，将组件的等级直观地显示为失败（红色）、边缘（琥珀色）或通过（绿色）。用户可以设置边缘偏差值，即高于或低于最大允许工作温度的值。 

用户可以在分析模式用户偏好中设置边缘温度范围。

以下是一个简单的示例，说明如何在一个机箱内的PCB上进行操作。该模型包含了以简单长方体、双热阻和详细热模型建模的各种器件。

很明显，位于中心位置的GPU处理器（一个FPBGA）未通过测试，另外两个器件在其他位置也未通过。你可以通过表格数据找到这些信息，如底部所示，通常需要进行排序，然而PCB图提供了一种快速直观的方式来理解问题出现的位置.

在这个例子中，CPU温度超过幅度最大，因此是一个很好的初始补救性设计行动的重点器件。

在CPU上添加了针翅式散热器。在同一个分级图中，很快就能看到CPU不再是未通过状态，温度正在下降，设计得到了改进。 

更换散热器为黑色阳极氧化散热器可以增加辐射热传递。大多数组件都通过了等级图表的测试，如图所示，可以根据需要进一步做出决策。这总结了使用新的PCB图的概述。

关于仿真自动化的说明：您还可以将新的PCB图与Simcenter Flotherm中提供的脚本和自动化功能结合起来。这种功能在Floscript和基于GUI的宏录制中得到支持。这意味着对于大量的布局或给定板的功率变化研究，您可以自动化分析、结果解析，现在还可以生成视觉图像的图表，如等级图表，这有助于更清晰地与电子和机械设计团队同事及管理层沟通。对PCB热分析自动化感兴趣？请参阅最近关于Simcenter Flotherm和其他工具的脚本、宏、Python的网络研讨会。

嵌入式BCI-ROM技术使得创建精确的降阶热模型成为可能，这些模型可以用于3D CFD电子冷却仿真研究，包括瞬态研究。这些模型的准确性接近详细热模型，而且关键的是，封装的所有内部构造细节都不包含在内，因此无法被逆向工程。这提供了在精确建模和知识产权保护方面的优势，使得供应链共享成为可能。

Simcenter Flotherm 2410的新功能中，现在可以对嵌入式BCI-ROM模型的表面进行热通量报告。在导出降阶模型之前，需要对表面进行配置，如下所示。现在，所有嵌入式BCI-ROM的面都以表格形式表示热流分配，如下所示。 

Material Map是一种计算效率高且准确的方法，用于表示PCB铜和各层中的材料热属性变化，以及对复杂IC封装基板和金属化芯片进行建模。Material Map文件通过将材料属性表示为具有设定热导率、比热容和密度值的区域，能够充分展现材料属性的变化。与传统的由成千上万个几何对象组成的建模方法相比，Simcenter Flotherm软件中的Material Map SmartPart利用导入的Material Map文件，能够实现更快速、更精确的IC封装和PCB建模。在某些芯片级别的研究中，通过将1900万个长方体对象替换为Material Map SmartPart，模型处理速度提高了超过1000倍。通过使用Material Map，用户可以更高效地进行热分析，同时保护设计中的敏感信息，防止逆向工程。

在Simcenter Flotherm 2410中，您现在可以在求解之前快速查看热导率的Material Map值。您可以查看随Material Map导入的实际子区域热导率值。

在Simcenter Flotherm 2410中，您可以通过将模型的视图从线框切换到实体几何视图来轻松开始查看Material Map的热导率值。用户随后可以利用Material Smart Part中的新可视化标签来:

您可以缩小显示的导热率范围，以便专注于查看Material Map中最有趣的区域。任何超出定义范围的部分都将被剪裁，使其显示为白色.

关于安全和加密的说明：对于从Calibre 3DThermal导出并已加密的Material Map，热导率数据是不可见的，这保护了半导体组织敏感的知识产权。Calibre 3D Thermal是为IC设计者提供的一个热分析工具，由Simcenter Flotherm求解器技术支持。