12.16“聚焦電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升高峰論壇”精華一：高頻電磁與熱仿真在電子行業(yè)的應(yīng)用

 12月16日，以“聚焦電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升高峰論壇”為主題，旨在增強(qiáng)我國(guó)制造企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力、縮短開(kāi)發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量及優(yōu)化開(kāi)發(fā)流程、降低開(kāi)發(fā)成本，推廣仿真技術(shù)在產(chǎn)品研制過(guò)程中的深入應(yīng)用，搭建交流平臺(tái)，促進(jìn)企業(yè)之間的交流與合作的會(huì)議成功舉辦。以下，將為大家分享會(huì)議上的精華一：高頻電磁與熱仿真在電子行業(yè)的應(yīng)用。

 1、CAE技術(shù)在電子行業(yè)的應(yīng)用

 電子行業(yè)面臨痛點(diǎn)

 電子行業(yè)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

 功能失效：

開(kāi)路、短路發(fā)光      二極管開(kāi)路失效

 結(jié)構(gòu)外觀失效：

 安全事故：

 CAE在電子行業(yè)發(fā)展背景

 1、消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期要求越來(lái)越短，CAE仿真技術(shù)成熟度、認(rèn)可度越來(lái)越高；

 2、各主流品牌廠商均已引入CAE仿真并建立成熟的仿真團(tuán)隊(duì)，并要求CAE仿真結(jié)果作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必要的設(shè)計(jì)依據(jù)；

 3、CAE仿真作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)已從產(chǎn)品“事后驗(yàn)證”逐漸發(fā)展到“CAE引領(lǐng)、指導(dǎo)設(shè)計(jì)”。

 CAE技術(shù)在電子行業(yè)應(yīng)用范圍

 DOE：是用最少的經(jīng)驗(yàn)次數(shù)，在最短時(shí)間找到最佳的解決方案，如材料與厚度、形狀的選擇；優(yōu)化設(shè)計(jì)一般多用于結(jié)構(gòu)的減重等分析。

 結(jié)構(gòu)仿真：主要有電子零部件的強(qiáng)度、振動(dòng)、拉拔力、跌落、抗沖擊能力等分析。

 熱仿真：主要有熱傳遞、熱應(yīng)力、散熱、熱焊接、熱殘余應(yīng)力等分析。

 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真：主要有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)構(gòu)控制規(guī)律等分析。

 疲勞仿真：主要有疲勞壽命、零部件的老化等分析。

 聲學(xué)仿真：解決聲音的輻射、衍射、導(dǎo)向傳播、吸收、減弱等分析。

 制造仿真：主要有沖壓、鍛造、模流分析等。

 多物理場(chǎng)仿真：如結(jié)構(gòu)-溫度場(chǎng)的耦合、壓電場(chǎng)、磁場(chǎng)-結(jié)構(gòu)耦合等分析。

 CAE導(dǎo)入電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)

　　CAE在電子行業(yè)應(yīng)用舉例-結(jié)構(gòu)/光學(xué)

 CAE在電子行業(yè)應(yīng)用舉例-成型仿真

CAE在電子行業(yè)應(yīng)用舉例-散熱/流體/電磁仿真

 2、高頻電磁仿真在電子行業(yè)的應(yīng)用

 為何需要高頻電磁仿真？

 傳統(tǒng)的EMC設(shè)計(jì)弊端：

 EMC設(shè)計(jì)新流程（導(dǎo)入CAE仿真）：

 信號(hào)傳輸過(guò)程---信號(hào)失真：

 信號(hào)傳輸過(guò)程——反射/產(chǎn)生振鈴：

 高頻信號(hào)電磁分析的重要性：

 解決電磁兼容問(wèn)題的成本隨著開(kāi)發(fā)過(guò)程的呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)；

 越早發(fā)現(xiàn)電磁兼容問(wèn)題，解決方法就越多；

 若后期才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決的措施就大大減少，難度也會(huì)大很多；

 基于虛擬原型的仿真，是在早期發(fā)現(xiàn)電磁兼容問(wèn)題、研究解決措施的最佳手段。

 總結(jié)：高頻電磁仿真分析必不可少！

 高頻電磁仿真案例匯總

 PCB走線(xiàn)布局優(yōu)化：

 對(duì)走線(xiàn)布局仿真，可以考慮到走線(xiàn)周?chē)厥饨Y(jié)構(gòu)的影響，使其更符合實(shí)際值。調(diào)整走線(xiàn)的長(zhǎng)、寬、高、拐角等結(jié)構(gòu)優(yōu)化其插入損耗、回波損耗、駐波比、特性阻抗等參數(shù)。

　　TDR/阻抗分析（TimeDomainReflectometry）：

 串?dāng)_仿真分析：

 連接器高頻仿真：

 RLC仿真：

 PCB板眼圖分析：

 噪聲分析1：

 噪聲分析2：

　　噪聲分析3：

 高頻電磁仿真與試驗(yàn)對(duì)比

 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比——案例一：

 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比——案例二：

　　仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比——案例三：

 3、基于Hyperlynx的電磁與熱仿真

 4、熱仿真在電子行業(yè)的應(yīng)用

 傳統(tǒng)電源行業(yè)——筆記本適配器：

 

 新能源電池包——水冷：

 消費(fèi)類(lèi)電子——手機(jī)/平板/可穿戴設(shè)備：

仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比——案例一

 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比——案例二

 電子行業(yè)是有限元分析應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。電子產(chǎn)品跌落、新型電子材料的研發(fā)和制造、音頻設(shè)備聲場(chǎng)特性的設(shè)計(jì)和評(píng)估、電子產(chǎn)品的熱力仿真、芯片封裝的熱分析、EMC/EMI等是電子領(lǐng)域中很深入、復(fù)雜并極具挑戰(zhàn)性的課題，需要多門(mén)學(xué)科的理論和方法的綜合應(yīng)用。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，元王可以提供整體CAE解決方案。