Icepak|01功能介绍

导读：介绍Icepak的功能。

Ansys Icepak是集成电路封装、印刷电路板和完整的电子冷却解决方案。

• 流体流动（层流和湍流）
• 共轭传热：导热、对流（自然对流及强迫对流）、辐射（热辐射及太阳辐射）、焦耳热
• 稳态和瞬态热分析
• 单一或多种流体
• 参数化和优化
• 组分输运
• 降阶建模（ROM）

Icepak提供了跨所有规模的电子冷却应用模块的建模能力 芯片<IC封装<板组件<背板组件<系统级<数据中心

通过结合Icepak原始对象、MCAD和ECAD，可以快速创建模型。

• 模型可以通过拖放预定义原始对象的图标来创建的
• 原始对象通过编辑面板修改几何信息、材质属性和边界条件
• Icepak支持通过MCAD几何导入，其中几何可以失效和简化
• Icepak支持从各种流行的EDA布局工具中导入ECAD数据，用于导入PCB和软件包的几何图形以及跟踪信息，跟踪数据用于精确地绘制板和包上的正交异性电导率
• Classic Icepak的模型可以导入到 AEDT Icepak
• File → Open → Files of type → Icepak Classic Project (*.tzr)

• 针对复杂模型的贴体网格划分
• 支持并行网格划分缩短网格划分时间

Icepak是基于Fluent求解器

• 鲁棒性好，收敛快
• 具有Ansys HPC的并行可扩展性

• 后处理同样可以得到速度矢量、温度云图、流体粒子轨迹、等值面、切面、动画等

• 数据库
• 包括了大量的标准电子元件库
• 允许模型创建，无需额外获取供应商数据
• 允许用户自定义库
• Merge Projects：此选项允许用户在部分中创建模型，然后将它们合并在一起

• 除了标准的功能之外，Icepak还可以通过宏命令提供了一些额外的功能
• 宏可大致可分为4类：Geometry、Modeling、Post Processing、Productivity

• 多种流体建模（例如，冷板、热交换器）

• 组分输运模型

• 具有透明表面介质的自动太阳辐射

• 海拔高度对空气特性和风机特性曲线的影响

• 先进的湍流模型

• 降阶建模（ROM）

• 多参考系（MRF）风扇建模

输入完整的叶片模型并定义相应的转速；相比于理想的风扇模型，提供了更精确的流体漩涡和风扇叶片几何效应的模拟

详细的导热系数图，根据每一层PCB和封装基底的跟踪和数据计算

• Icepak求解直流电流传导作为共轭传热的一部分
• 印刷电路板（PCB）层或封装基板层中的个别层被网格化

• 使用Krylov模型降阶技术创建一个热ROM
• 自动设置和ROM构建

选择要作为输入而包含的对象；运行稳态解决方案；创建Krylov ROM

• 瞬态设置和ROM评估

输入瞬态功率及评估时间；结果可以用Icepak进行后处理；与完全CFD模拟相比，加速速度提高了26倍

1、几何处理：MCAD/ECAD导入；Icepak原始对象；区域形状及大小；模型参数化。

2、模型设置：稳态/瞬态求解；物理模型；材料属性；边界条件；初始条件。

3、网格生成：笛卡尔网格、六面体核心网格等；共节点/非共节点网格；多层级网格划分。

4、求解：收敛判别准则； 最多迭代次数；数值格式；松弛因子；单核或多核；参数试验。

5、后处理：平面切割；等值面；云图、矢量图、流线、变化图等。

6、报告输出。

RedHawk-Icepak

• RedHawk生成芯片热模型（CTM），这是一个芯片的温度相关的功率和每金属层密度信息的库
• Icepak将一个反向注释文件导出到RedHawk芯片上，用于芯片上的电子迁移（EM）可靠性分析

Slwave – Icepak

• 在Slwave进行DC IR drop分析，并将焦耳加热功率图转移到Icepak
• 将Icepak的温度图转移到Slwave，在空间上更新材料特性（温度相关）。DC IR drop分析将根据新的材料性能再次运行。
• 耦合可以通过SIwave GUI或Icepak GUI自动完成

Icepak – Mechanical

• IcePak的温度数据可导入Mechanical进行机械可靠性分析
• 可以分析热应力、变形等
• 热变形会使焊缝产生应力，甚至开裂，导致开路或间歇性错误

Icepak – Sherlock

• Sherlock用于电子设备可靠性验证；热循环疲劳、焊料回流故障、随机振动、机械冲击等；在PCB的寿命内估计组合失效概率。
• Icepak的结果可以通过温度等高线图导入到Sherlock中

Electromagnetics (EM) – Icepak

• 由电磁设计（HFSS、Maxwell,Q3D）产生的表面和体积损耗可以导入到Ansys Icepak中
• Icepak的温度结果可以反馈到电磁设计，以考虑温度对材料性能的影响
• 耦合可以使用Feedback Iterator自动执行

Icepak – Twin Builder

• 降阶建模（ROM）可以使用Icepak-Twin Builder工作流
• ROM可以显著减少模型的尺寸和仿真时间
• 利用瞬态Icepak的阶跃反应，通过Twin Builder创建ROM

Icepak – DesignXplorer (DX)

• Icepak可以与DesignXplore（DX）相结合，以创建一个鲁棒性好的设计解决方案
• 参数灵敏度研究、实验设计（DOE）、优化、六西格玛分析都可以在DX中进行
• 来自多个Ansys工具的参数可以在DX中进行分析，以进行多物理场优化