[電子機器熱流体解析ツール]ANSYS Icepak

ANSYS Icepakは、電子機器専用の熱流体解析ツールです。流体解析ソルバーとして実績豊富な「ANSYS FLUENT」を採用しており、ICパッケージ、PCB(プリント配線板)、筐体など様々な問題について伝導、対流、放射を含めた解析が可能です。
形状データは電気系・機械系CADデータが利用できるほか、Icepakが持つオブジェクトを使って簡単にモデル作成が可能。電子機器の解析を少しでも効率よく行いたい方に最適なツールです。

ANSYS Icepakによる解析フロー

主な機能

モデリング

3次元部品データ（オブジェクト）による簡単なモデル作成

• ICパッケージやファンのオブジェクトを内蔵しており、配置するだけで素早くモデル作成できます。オブジェクトのサイズや形状も簡単に変更可能です。
• すぐに利用できる標準的な物性値が登録されています。オブジェクトごとに発熱量や熱伝導率を設定することもできます。
• Delphi形式の熱抵抗回路網モデルが利用可能です。
• 物性、ICパッケージ、ファン、ヒートシンク、ペルチェ等のライブラリーも豊富です。

オブジェクト例

伝熱薄板オブジェクト

形状として厚みを持たせずに、面内の熱伝導を表現できます。板金やPCBの導体層、ボンディングワイヤー等の薄い物体も、メッシュの質を損なわずにモデル化可能です。

各種の機械系、電気系CADとのインターフェース

• 機械系CADインターフェース*
  STEP、IGES、Pro/ENGINEER、STEP、IGES、SAT
• MRF機能によるファンのモデリング
  ファンブレードの3次元CADデータを利用し、詳細なファン周辺の流れ解析が可能です。
• 電気系CADインターフェース
  IDF 2.0、3.0に対応。PCB単体のモデルを迅速に構築できます。
• 配線パターンデータの利用
  プリント配線板CADで作成したデータ(Cadence Allegro、拡張GERBER*)を使用し、熱伝導率分布を自動抽出できます。
• Cadence APDの設計データのインポート
  ICパッケージのオブジェクトとして利用できます。層構成、ボール配置、配線情報等を反映した詳細なモデル化が可能です。

（*：オプション）

メッシング

自動メッシュ作成

• メッシュは全自動で作成可能です。
• 各種のモデル形状に柔軟に対応する「非構造メッシュ」や、異なる密度のメッシュを補完しながら接続する「不連続メッシュ」が利用可能。大きく寸法が異なる物体が混在するモデルでも、効率よくメッシュ作成できます。（例：ICパッケージが格納された筐体モデルなど）
• マルチレベルメッシュ（ハンギングノード）機能により、CAD形状に依存せずにメッシュ作成できます。複雑な形状のモデルに威力を発揮します。

解析

実績豊富な流体解析ソルバー

世界的に実績のあるANSYS FLUENTを採用。抜群の安定性を誇ります。

多流体解析

多種類の流体を同時に設定し、水冷等の解析が可能です（自由表面を除く）。

ジュール熱解析

• 電流・電圧の境界条件を設定して、直流電流による固体のジュール発熱解析が可能です。温度依存の抵抗率も適用できます。
• ANSOFT Slwaveからエクスポートした配線層の発熱分布をインポート可能です。部品の発熱に加えて、基板の発熱も考慮できます。

配線データからの熱伝導率分布自動抽出例

パラメトリック解析・最適化

解析モデルの発熱量、物性、寸法などを変数に指定したり、オブジェクトの有効・無効を切り替えて解析可能です。さらに、最適化オプションを使えば数学的最適化まで行なえます。

その他（各種ツールとの連携・エクスポート）

ANSYS Workbenchの各種機能との連携

Icepak独自のGUIだけでなく、ANSYS Workbench環境でも利用可能です。これにより、簡単な操作でWorkbench Mechanical（旧 Simulation）*と連携させ、流体−構造連成解析を行なったり、CFD-Post*の機能を使って、高度なポスト処理を行なうことができます。
（*：別途ライセンスが必要です。）

熱応力解析結果


ANSYS Workbench Mechanicalとの連携による流体-構造連成解析


CFD-Postによる高度なポスト処理

ICダイ発熱評価ツールとの連携

Gradient Firebolt、Cadence Encounterとの連携が可能です。

Simplorerとの連携

Icepakで求めた温度情報をSimplorerで読込み、熱回路モデルとして利用可能です。

サポートプラットホーム

ベンダー/ プラットホーム	サポートOS
Windows	32bit：XP SP2、Vista SP1、7 64bit：XP SP2、Vista SP1、7、HPC Server 2008※1
Linux	32bit（x86）：Red Hat Enterprise 5、SUSE Enterprise※2 10、11 SP1 64bit（EM64T/Opteron）：Red Hat Enterprise 5、SUSE Enterprise 10、11 SP1
Hewlett-Packard	64bit（Itanium2）：HP-UX 11i　（B.11.23）
Solaris	V13より非対応

※1： HPC Server 2008はソルバーのみ対応
※2： SUSEはWorkbench非対応（Icepak単独利用のみ対応）

解析事例

解析事例によっては、プロダクト以外の事例も含まれております。

• 電子機器の強制空冷機構設計
• プリント基板の熱設計解析
• プリント基板解析事例

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