NFX|PCB热设计电子元器件热阻计算
热设计是可靠性设计中的重要内容，良好的热设计能够避免板卡出现热故障，提高工作可靠性。长期来讲，也能够延长板卡的工作寿命。
电子元器件包括：电阻、电容、电感、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等
在实际工程设计中，很多因素都会影响元器件的工作结温；如元器件的封装，PCB外层和内层的铜厚，元器件下导热孔、散热铜的面积等因素。
结温（Junction Temperature）
是电子设备中半导体的实际工作温度。在操作中，它通常较封装外壳温度（Case Temperature）高。温度差等于其间热的功率乘以热阻。
“设计时最重要的是发热部的温度究竟是多少，判断结温（Junction Temperature）有多高，是否存在性能下降或火灾风险非常重要”
关于电子元器件热阻的计算
在电子设备的热分析中，最关键的因素是了解如何将部件内部产生的热量传递到外部，以及由此产生的温度升高如何影响性能，特别是半导体封装和印刷电路板（PCB）密集地包含对温度变化敏感的部件，因此准确反映它们的热特性至关重要。
印刷电路板（PCB）通常具有绝缘体和导体交叉布置的层叠结构，因此导热特性呈现出方向不同的各向异性（anisotropic）。
在模拟过程中，不能简单的等效为各向同性，需要根据每层厚度和导体含率计算各方向热传率，为此midas NFX提供了PCB专用的传热分析功能，可以模拟与实际结构类似的热行为。
对于半导体封装，由于封装内部结构复杂，热源位于芯片内部的结温，通常使用热阻概念而不是直接对其进行建模，特别是在提供热阻值(
）的情况下，使用双热阻模型无需复杂的内部结构即可对结温进行判断，只需要简单的输入即可获得准确的分析结果。
这种方法大大减少了热分析的时间和建模复杂度，并具有在设计初期快速查看各种发热方案的优点，因此为了预测实际产品的性能并确保其可靠性，必须为PCB和半导体封装选择和应用适当的热阻模型
热流分析中需要考虑哪些事项？
电子设备的热流分析不仅仅是简单的热传递分析，其核心是预测实际操作条件下的热流相互作用。发热源大部分存在于电子部件内部，其位置和强度对整个设备的冷却性能有决定性影响。因此，在分析的初始阶段，明确定义发热分布和冷却方式（自然对流或强制对流）非常重要。
分析中使用的模型不应只是简单地模仿几何，而应与实际使用环境密切相关，如电路板和半导体封装的导热特性、散热板或冷却风扇的性能、外部进气条件等。特别是对于密闭式电子设备，内部空气的循环与否对分析准确度有很大影响，因此必须设计流动路径和定义进出口条件。
此外，由于流体的类型不同，热传递特性也会有所不同，因此需要建模来反映这一点。在使用液体冷却时，考虑重力影响的三维流动路径设置非常重要，在气体冷却时，必须考虑湍流条件、风扇流量、外部空气流量等。
根据冷却的流体种类，产生热量的固体的input data和特性值、各向同性、热阻考虑等可能会对最终评估的固体发热源的温度结果产生很大影响，因此一定要注意反映条件。
热流体仿真
本示例的目标是在电子设备内构建多个模型，包括印刷电路板和热阻元件，以及假设一般体积发热的元件，并了解空气强制对流散热的分析。检查发热对象是否形成良好的流道、风扇的性能曲线、穿孔板上的抗体引起的变化以及主要元件的温度结果如何等。
使用midas NFX CFD计算
分析工况
一般流体流动General Fluid Flow Analysis
热传导 Heat-Transfer Analysis
分析结果
压力和流速结果
在电子设备上发生冷却，风扇引起的流体流动，最大压力损失为17.82Pa，平均压力损失为15.37 Pa，在同一位置查看最大4.18m/s、平均3.02m/s的流速
在分析电子设备内部流动时，确认发热处以层流的形式进行
流速结果(Velocity)
内部流线结果
传热结果
500s后温度在2W发热芯片位置最高，66.29°
随时间的温度变化和芯片发热的额定温度变化，根据以下标准推荐在重要位置提高冷却风扇的性能或通过散热器确保散热面积
发热500s后温度分布结果
随时间变化25°~60°的温度分布
随时间变化的热阻模型Junction temperature
