FloTHERM PCB板級熱設計仿真分析軟件

FloTHERM PCB
協同PCB熱設計的新規范
FloTHERM® PCB 是一款先進的協同工具,為產品營銷、電氣工程師以及機械工程師交流提供平臺,加速印刷電路板概念設計。
建模直接導入
與Mentor BoardStation以及其他板級布線工具直接接口,可自動提取和建立:
  • 電路板布局,開孔和厚度
  • 器件位置、尺寸和方向
  • 疊層
  • 用圖片說明銅含量詳細信息(走線、焊盤、孔等)。通過一種新穎獨特的圖像處理技術,這些圖片會轉化成電路板的熱傳導地圖(用戶可控制地圖精度)。
屬性表推動電子對象和冷卻方案的確立:
  • 器件
  • 散熱器
  • 散熱孔
  • 子板
  • 屏蔽罩
  • 灌膠
完全集成的庫功能
  • 預先安裝一個全面的器件庫
  • 完全自定義
  • 直接交換庫項目
  • 自動交換組建的庫項目
FloTHERM PACK生成的模型可導入到FloTHERM PCB導入,FloTHERM PCB生成的庫文件與FloTHERM可共用。
更新電路板布線功能。布線的任何變化可導入到熱模型中,同時不需要修改模型的其他設置與數據(如散熱器模型、定義功率等)。
定義環境
參數化定義PCB所在空間的熱環境。包括的選項有:
  • 卡插槽
  • 自然對流
  • 強制對流
  • 傳導冷卻
  • 回流焊爐
對更高級的情況,可導入預先求解了的FloTHERM 分析結果,形成對周圍氣流與溫度場的綜合三維描述。
求解和結果
對大多數設計,最先進的FloTHERM PCB求解器在數分鐘內預測出氣流和溫度 – 它不需要用戶參與到網格或求解中。
利用鼠標就能創建自定義結果。提供的云圖包括:
  • 結溫
  • 殼溫
  • 平均溫度
  • 熱設計余量
軟件自動對數據生成的類別排版。
多個設計方案的結果并排顯示,方便對結果對比。
軟件支持導出完全自定義的結果報告。報告可包含電路板輸入參數,環境設置或結果云圖與Excel表格。到處的報告有.HTML與.CSV兩種格式。
自動化
支持命令行操作。用戶能加載設計,導入電路板數據,求解,不需要打開軟件能創建結果報告。
應用實例
 

 
試圖滿足越來越多的PCB設計要求,是對設計師施加了前所未有的壓力。每一代設計在功能性能和可靠性方面失敗的風險也與日俱增。涌現得最快的設計權衡之一是在熱可靠性和信號完整性之間。高時針速度、耦合器件應緊密結合,保證不出現信號衰減。不幸的是,這些組件功耗相當大,因此,它們的距離又應盡量的遠,降低器件溫度。
在PCB設計的早期準確預測它的熱性能變得越來越重要。在PCB設計早期執行仿真分析的工具的重要缺陷是它們無法考慮局部銅含量對導熱率的影響。設計工具的最新進步是擁有了模擬電路板銅含量的熱導率的功能。PCB設計的最新工具能夠模擬到各種詳盡程度的銅濃度,包括模擬每一走線的銅含量。
FloTHERM.PCB,它為優化印刷電路板熱設計提供了一種跨專業的設計環境,使電路板設計工程師們能夠在設計電路板的概念階段開始就很容易地將熱設計也考慮在內。而且,FloTHERM.PCB還可以應用于PCB詳細設計階段、系統級驗證階段的熱設計,貫穿了PCB設計周期的始終。
FloTHERM.PCB可加快印刷電路板散熱設計過程,此過程甚至能夠從繪制功能模塊原理圖開始,并且使系統構架工程師,電路(硬件)設計工程師和機械熱設計工程師們能夠在共同的設計環境中進行協作。 一個簡單的鼠標點擊就能實現電路板在功能模塊原理圖、物理布局模型和熱分析結果這三種不同視圖之間的切換。在其中任何一個視圖中所做的改動會立即反應在其它的視圖中,使整個設計團隊保持“同步”并使其在各個方面的設計改進能實時地反映到整體設計開發過程中。 由于產品在電氣性能,機械結構,和散熱等方面的問題可以在詳細設計開始之前就得到解決,這樣可使優化設計更省時,大大減少了重復工作的成本。
FloTHERM.PCB的主要功能:
上圖:專業化的菜單能夠快速創建功能模塊原理圖


上圖:從功能模塊原理圖自動生成物理布局模型和熱分析模型

 
上圖:非?焖俚厍蠼,通常幾分鐘的計算就可以得到電路板上下兩面的三維氣流和溫度分布圖
 ◆ 按層定義PCB的布線密度與厚度
 ◆ 局部定義布線密度、熱過孔或覆銅層
 ◆ 器件上添加散熱器
 ◆ 自動輻射計算
 ◆ 分析帶子板的PCB
 ◆ 完全集成的數據庫功能支持元器件JEDEC標準熱模型,以及FloPACK提供的模型庫。導入FloPACK芯片熱模型(熱阻網絡模型、詳細模型),得到準確的芯片熱分析結果。
 ◆ 以IDF2.0/3.0導入EDA軟件的PCB布局布線模型,同樣FloTHERM.PCB也能夠以IDF格式將電路板模型導出給EDA和CAD設計軟件;通過.CSV格式導入器件的功率值

 

 
與Mentor Graphics公司BoardStation軟件和Expedition軟件、CADENCE公司ALLEGRO軟件以及ZUKEN公司CR5000等主流EDA軟件有雙向無縫接口,FloTHERM.PCB軟件安裝完成以后,在這些軟件上直接出現與FLOTHERM.PCB軟件進行模型交互的菜單。

通過FloTHERM.PCB軟件與主流EDA軟件的接口,電子工程師可以同時打開FloTHERM.PCB軟件與主流EDA軟件,進行Layout與散熱方面的協同設計,無論在Layout過程中,而是在散熱設計過程中,只要模型在其中一個軟件中發生了改變,都可以即時反映過另外一個軟件當中。
 

 
1) 一方面,在電子工程師在EDA軟件中畫完PCB板后,就可以將模型調入FloTHERM.PCB軟件中進行熱分析;
2) 另一方面,如果在FloTHERM.PCB軟件仿真過后發現了PCB板在散熱方面的布局不合理,又可以將FloTHERM.PCB軟件中修改過后的模型調回這些主流EDA文件進行布局。
 

 
進行PCB板的無鉛回流焊(再流焊)模擬,從2006年7月開始,歐盟發布RoHS法案,禁止鉛和其它5種有毒物質在電子產品中的蓄意應用,而在PCB板焊接過程中,不能再采用帶鉛焊料,新采用的無鉛焊料其熔化溫度比以往的帶鉛焊料高數十度,如何保證在焊接過程當中,既保證焊料熔化,同時又保證焊接器件不被燒壞,這就給設計者帶來了很大的難題。
在FloTHERM.PCB軟件當中,用戶在設定回流焊爐各溫區溫度、風速、單面加熱還是雙面加熱方式以及傳送帶速度后,就可以在軟件中模擬焊爐的工作。
在進行PCB板在焊接過程當中的溫度瞬態變化模擬后,FloTHERM.PCB軟件可以給出PCB板上各種器件在焊爐上的溫升曲線,并指出在焊接過程中可能燒壞器件的危險點。 
導出分析模型給EDA、MCAD或FloTHERM系統級熱分析軟件,能夠實現與FloTHERM軟件完全無縫的雙向模型共享,系統級熱設計工程師隨時可以從數據庫中導入這些PCB放入FloTHERM系統級熱分析環境中用于整機級熱分析。
◆ 自動生成分析網格,無須設計人員參與
◆ 趨勢性快速分析和精確分析選擇
◆ 自動生成HTML和/或Microsoft Word格式的完整的分析結果報告(詳細型或標準型)   
FloTHERM.PCB的輔助功能:
◆ 在PCB上還可以定義RF射頻罩或EM電磁屏蔽部件,考慮其對散熱的影響
 

上圖:多個設計方案和結果同時打開,直觀地比較各種設計方案

上圖:自動顯示器件溫度臨界報警和溫度超標報警,紅色為超標報警,黃色為臨界報警
總之,FloTHERM.PCB可以應用于PCB概念設計階段、詳細設計階段、系統級驗證階段,貫穿了PCB熱設計的始終;專門為電子設計工程師而開發,易學易用,分析快速準確 
FloTHERM.PCB支持WindowsXP, Windows VISTA操作系統。建議內存最小為1G,硬盤的最小可用空間為500MB以上。  
 
 


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