1 概述

ANSYS Icepak是一款基于Fluent求解器的電子散熱分析軟件，是針對電子熱設計，涵蓋芯片級、板級、系統級、環境級全系列解決方案的高精度分析專業軟件包。

ANSYS Icepak被廣泛應用于航空航天、能源電力、電力電子、鐵路機車消費品電子產品、醫療器械等各行各業電子產品的研發和設計過程。

2 功能特點

Icepak庫

ANSYS Icepak軟件包含許多快速的功能，能夠快速創建和模擬集成電（IC）封裝、印刷電路板和完整電子系統的電子元件散熱模型。只需拖拽預定義的模型對象（包括機柜、風扇、包裝、電路板、通風孔和散熱器）的圖標，即可創建模型，從而創建完整電子系統的模型。

材料——流體、固體和表面的材料屬性

風扇——幾何形狀和工作特性

散熱器——按料號列舉的Aavid散熱器

熱電冷卻器——按料號列舉的Melcor和Marlow TEC

熱界面材料——按供應商料號列舉的散熱墊和墊片

過濾器——按供應商料號列舉的風扇空氣過濾器

封裝——BGA、FPBGA和TBGA封裝

ECAD-MCAD

為了提高建模效率，ANSYS Icepak支持各種來CAD（ECAD）和機械 CAD（MCAD）數據的導入。Icepak支持直接導入EDA軟件（如Altium.Designer、Cadence、Zuken、Sigrity、Synopsys、ODB++、IPC2581和MentorGraphics軟件創建的文件。ANSYS Icepak支持直接導入中間文件格式的機械CAD數據（包括STEP和IGES文件）。ANSYS SpaceClaim支持Icepak能夠通過ANSYS Workbench的Geometry界面，導入主流機械CAD幾何形狀從ECAD和MCAD導入的幾何形狀可以組合成靈活的組件，以便快速地創建電子設備的模型。

靈活自動的網格

ANSYS Icepak軟件包含網格算法，能自動產生捕捉電子部件真實形狀的高質量網格。選項包括六面體為主的網格、非結構六面體網格和笛卡爾網格，這樣用戶能在更少介入的情況下自動生成貼體網格。可以通過非一致界面局部控制網格密度，這樣在同一個電子冷卻模型中就能包括不同量級尺度的部件了。在完全自動化的同時，ANSYS Icepak包含許多網格控制，能通過網格參數定制來加密網格，并且在計算費用和求解精度之間優化權衡。這種網格靈活性導致了無需妥協精度就可以達到更快速的求解時間。

數值求解器

ANSYS Icepak軟件包含一整套定性和定量后處理工具，用于生成有意義的圖形、動畫和報告，可隨時向同事和客戶傳達模擬結果。速度矢量、等溫線、流體顆粒軌跡、等值表面顯示、剖面和x-y軸坐標圖的可視化都可用于解釋電子散熱模擬的結果。可以自動創建包含圖像的定制化報告，用于分發模擬分析結果、識別仿真中的趨勢以及報告風扇和鼓風機工作點。ANSYS Icepak包括用于后處理和動畫工具CFD-Post。

自動DELPHI封裝特征

ANSYS Icepak包含從詳細封裝模型抽取DELPHI封裝特征的自動過程。運行不同的邊界條件得到溫度和熱流量，然后創建優化的熱網絡模型。這個優化的DELPHI網絡模型能很容易加入到系統級仿真中，準確地預測系統級熱仿真中IC部件的接點溫度。

自動導熱系數計算

基于讀入的ECAD數據，ANSYS Icepak軟件能抽取印刷電路板和封裝的詳細導熱系數圖。對印刷電路板，能從電子布線和印刷電路板分層信息中得出局部各向同性的導熱系數。這能準確模擬板級的導熱，在預測內部溫度和部件接點溫度時增加了可信度。

焦耳熱多物理場

ANSYS Icepak提供到SIwave的雙向互動鏈接，能說明印刷電路板和封裝中銅電阻損耗造成的加熱問題。該連接能將SIwave的DC配電特性導入ANSYS Icepak進行熱分析。耦合也能預測封裝中內部溫度和組件的準確結溫。

熱應力多物理場

采用ANSYS Icepak仿真，熱流分析的溫度數據能用ANSYS Workbench平臺導入ANSYS結構力學產品。ANSYS結構力學軟件能模擬線性和非線性結構力學，滿足靜態和動態系統要求。ANSYS Icepak和結構力學相結合，能幫助您評估電子組件的溫度和產生的熱應力。

宏定制

ANSYS Icepak包括許多宏，這些宏可用于實現常見模型構建任務的自動化。宏能協助創建不同類型的封裝、PCB、散熱器、熱管道、熱電冷卻器、JEDEC測試配置和DELPHI封裝特性描述。

利用Simplorer的ROM

ANSYS Icepak與Simplorer連接，能為大型系統級模型開發熱網絡。計算流體動力學（CFD）在大型熱仿真中已經得到成功運用，但系統級CFD模型對重復性瞬態熱分析來說通常還是太耗費時間了。降階模型（ROM）可用于這種大型復雜熱系統，以加速生成準確的響應：許多熱系統都是線性時不變的（LTI），可在Simplorer中作為狀態空間模型進行建模。Icepak–Simplorer耦合工作流程采用這種技術，能幫助您從縮減狀態空間模型中加速獲得更準確的結果。

利用DX和DoE

ANSYS Icepak可在ANSYS Workbench框架中鏈接到ANSYS DesignXplorer（DX）。ANSYS DesignXplorer能幫助您更好地了解給定設計空間的完整信息。它采用試驗設計（DoE）算法，科學快速地分析設計空間，并用響應面科技插入結果，就一系列給定的輸入變量計算結果敏感度。

云解決方案

ANSYS Icepak的大型系統級仿真工作負荷可方便地從本地工作站遷移到云計算。隨著產品日益復雜，JNH官網需要更多計算資源和數據存儲來進行詳細的大規模系統級仿真。為應對上述要求，組織機構正轉而采用云計算實現方案，以大幅降低IT流程復雜性，并能以較高的成本效率獲得CAE工程師所需的HPC資源。ANSYS Icepak能方便地托管到ANSYS云計算或第三方云解決方案。

利用Icepak和HFSS的多物理場

ANSYS Icepak可通過ANSYS Workbench鏈接到ANSYS HFSS，從而進行電磁—熱分析。大功率、高頻應用會在金屬導體和電介質上產生大量熱耗散，對工作可靠性和產品魯棒性造成消極影響。ANSYS HFSS是行業先進的高頻電磁場分析和設計軟件。Workbench平臺中方便的拖放選項支持雙向HFSS–Icepak數據傳輸，讓用戶能準確研究有關應用的電氣和熱元素。

利用Icepak和Maxwell的多物理場

ANSYS Icepak和Maxwell解決方案包提供綜合的熱和低頻電磁場分析解決方案。ANSYS Maxwell是綜合完善的電磁場仿真解決方案，可幫助工程師設計和分析3-D/2-D結構，如電機、致動器、變壓器和其它電子電磁器件。Maxwell和Icepak之間的雙向耦合幫助您準確探索器件冷卻以及熱對器件整體性能的影響。

利用Icepak和Q3D Extractor的多物理場

ANSYS Icepak集成在ANSYS Workbench中，可將ANSYS Q3D Extractor計算得出的DC功率損耗用作熱分析的來源。ANSYS Q3D Extractor軟件是2D和3D寄生抽取工具，可幫助工程師設計電子封裝和電力電子設備。Q3D和Icepak之間的雙向耦合可幫助您準確研究有關應用的電氣和熱元素。

3 產品概覽

ANSYS電磁場 電路/系統仿真產品