12.16“聚焦電子產品性能設計提升高峰論壇”精華一：高頻電磁與熱仿真在電子行業(yè)的應用

 12月16日，以“聚焦電子產品性能設計提升高峰論壇”為主題，旨在增強我國制造企業(yè)的產品研發(fā)能力、縮短開發(fā)周期、提高設計質量及優(yōu)化開發(fā)流程、降低開發(fā)成本，推廣仿真技術在產品研制過程中的深入應用，搭建交流平臺，促進企業(yè)之間的交流與合作的會議成功舉辦。以下，將為大家分享會議上的精華一：高頻電磁與熱仿真在電子行業(yè)的應用。

 1、CAE技術在電子行業(yè)的應用

 電子行業(yè)面臨痛點

 電子行業(yè)常見質量問題

 功能失效：

開路、短路發(fā)光      二極管開路失效

 結構外觀失效：

 安全事故：

 CAE在電子行業(yè)發(fā)展背景

 1、消費電子產品設計制造周期要求越來越短，CAE仿真技術成熟度、認可度越來越高；

 2、各主流品牌廠商均已引入CAE仿真并建立成熟的仿真團隊，并要求CAE仿真結果作為產品設計中必要的設計依據(jù)；

 3、CAE仿真作為產品設計中重要的環(huán)節(jié)已從產品“事后驗證”逐漸發(fā)展到“CAE引領、指導設計”。

 CAE技術在電子行業(yè)應用范圍

 DOE：是用最少的經驗次數(shù)，在最短時間找到最佳的解決方案，如材料與厚度、形狀的選擇；優(yōu)化設計一般多用于結構的減重等分析。

 結構仿真：主要有電子零部件的強度、振動、拉拔力、跌落、抗沖擊能力等分析。

 熱仿真：主要有熱傳遞、熱應力、散熱、熱焊接、熱殘余應力等分析。

 機構運動仿真：主要有機構運動規(guī)律、機構控制規(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。

 聲學仿真：解決聲音的輻射、衍射、導向傳播、吸收、減弱等分析。

 制造仿真：主要有沖壓、鍛造、模流分析等。

 多物理場仿真：如結構-溫度場的耦合、壓電場、磁場-結構耦合等分析。

 CAE導入電子產品設計中的關鍵點

　　CAE在電子行業(yè)應用舉例-結構/光學

 CAE在電子行業(yè)應用舉例-成型仿真

CAE在電子行業(yè)應用舉例-散熱/流體/電磁仿真

 2、高頻電磁仿真在電子行業(yè)的應用

 為何需要高頻電磁仿真？

 傳統(tǒng)的EMC設計弊端：

 EMC設計新流程（導入CAE仿真）：

 信號傳輸過程---信號失真：

 信號傳輸過程——反射/產生振鈴：

 高頻信號電磁分析的重要性：

 解決電磁兼容問題的成本隨著開發(fā)過程的呈指數(shù)級增長；

 越早發(fā)現(xiàn)電磁兼容問題，解決方法就越多；

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

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

 總結：高頻電磁仿真分析必不可少！

 高頻電磁仿真案例匯總

 PCB走線布局優(yōu)化：

 對走線布局仿真，可以考慮到走線周圍特殊結構的影響，使其更符合實際值。調整走線的長、寬、高、拐角等結構優(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）：

 串擾仿真分析：

 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對比

 仿真結果與實驗對比——案例一：

 仿真結果與實驗對比——案例二：

　　仿真結果與實驗對比——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：

 消費類電子——手機/平板/可穿戴設備：

仿真結果與實驗對比——案例一

 仿真結果與實驗對比——案例二

 電子行業(yè)是有限元分析應用的一個重要領域。電子產品跌落、新型電子材料的研發(fā)和制造、音頻設備聲場特性的設計和評估、電子產品的熱力仿真、芯片封裝的熱分析、EMC/EMI等是電子領域中很深入、復雜并極具挑戰(zhàn)性的課題，需要多門學科的理論和方法的綜合應用。面對這些挑戰(zhàn)，元王可以提供整體CAE解決方案。