エレクトロニクス

メンター・グラフィックスの熱設計ソリューションは、全体的な設計期間の短縮、設計後期での手戻りの削減、Time-to-Marketの短縮、信頼性の向上、最終的な電子機器製品のコスト削減に貢献します。

チップ・パッケージからデータセンタ冷却まで

1990年代初頭から、メンター・グラフィックスは、ファン、ヒートシンク、チップ・パッケージなど、熱設計に影響する多くの部品の物理モデルの開発を通じて、電子機器の熱設計における業界の研究開発をリードしてきました。また、メンター・グラフィックスはオープンな標準を強く支持しており、20年間にわたってJEDECの熱設計に関する分科会に参加するなど、標準化の推進にも取り組んでいます。

メンター・グラフィックスが提供する電子機器の熱設計／気流シミュレーション・ソフトウェアは、ICパッケージやヒートシンクの設計、PCBの熱設計、適切な冷却ファンの選択など、電子機器の冷却に関するほとんどの設計問題を解決します。

Aberdeen Researchが最近行った調査では、メンター・グラフィックスのカスタマーは通常の1/3の時間で熱設計検証を完了しており、再設計が必要になるケースも1/5に抑えられているという結果が報告されています。

thumbnail

電子機器の熱設計におけるCFDの役割の変化

技術概要

このプレゼンテーションでは、1980年代終わり頃から電子機器システムの熱設計で使われ始めた数値流体力学（CFD）の役割が近年変化している点について解説します。 ビデオを表示

関連製品

  • FloTHERM FloTHERMは、伝導、対流、輻射の相互作用を含め、電子機器内外の気流および熱伝達を予測できる強力な3次元CFDソフトウェアです。
  • FloEFD FloEFDは、Pro/ENGINEER、SolidWorks、CATIAなどの主要なMCADに統合された唯一のCFDソフトウェアで、流体の流れや熱伝達を3次元解析するための機能がすべて用意されています。しかも、従来のCFDソフトウェアとは異なり、複雑な数式を扱ったり、手間のかかるメッシュ作成をする必要がなく簡単に解析が可能です。
  • FloVENT FloVENTは、あらゆる規模や種類のビル内外の気流、熱伝達、汚染分布、快適指標を3次元で予測できる強力なCFDソフトウェアです。
  • T3Ster T3Sterは、半導体チップ・パッケージの熱特性評価を行うための高度なサーマル・テスタです。高精度のハードウェアと高度なソフトウェアを組み合わせることによって、世界トップクラスのサーマル・テスト・ソリューションを実現しています。
  • TERALED TERALEDは、ハイパワーLEDの熱、輻射、光特性を総合的に評価するためのツールです。

利用例

電子機器の筐体

流線および温度分布のサーフェス・プロット

機器は小さい方が良いというのが、少なくともエレクトロニクス業界では真理と考えられています。携帯電話からPC、携帯型音楽プレーヤまで、電子製品の冷却はメーカーにとって大きな問題となっています。製品の多機能化が進むにつれ、小型の筐体に多くの部品が詰め込まれ、冷却のための気流確保がますます難しくなっています。このため、多くのメーカーがFloEFDを採用して電子製品の冷却の問題の特定と解決に役立てています。

image拡大表示

速度の軌跡

最近、ある設計エンジニアが電子機器の筐体の効率改善を試みました。このエンジニアはFloEFDを使用して温度分布を計算し、気流を可視化しました。FloEFDでは、解析用のモデルを準備する作業も極めて容易でした。従来のCFDプログラムでは、流体領域（固体領域以外の部分）を表現するためのソリッドパーツをユーザが別途作成しなければなりませんでしたが、FloEFDでは内部流／外部流のいずれに関しても固体領域と流体領域が自動で区別され、流体領域の表現が自動で作成されます。このため、FloEFDでは余分なジオメトリを作成しなくても、既存のソリッドモデルを使用してすぐに解析に取り掛かることができます。

image拡大表示

コールドプレート

コールドプレート断面図に流体（チューブ内の水と外気）の温度を表示

コールドプレートとは、一種の熱交換器のことです。冷却機構に液体を使用します。コールドプレートは医療用機器、発電機器、電子機器で特に多く使われます。

image拡大表示

コールドプレート断面図に流体の温度を表示（色分けの温度範囲を縮小して水温を分かりやすく表示）

このエンジニアは、新しい熱交換器を最適化する方法を検討しました。部品の温度とチューブ表面の熱流束の計算にFloEFDを使用しました。

image拡大表示

ヒートプレート外装の表面温度

FloEFDでは、何度でも簡単にwhat-if解析が行え、メッシュの再作成や境界条件の再定義なしに手軽に解析モデルを変更できる点が特に役立ちました。

image拡大表示
 

メンター・グラフィックスの熱流体解析ソリューションについて、業界区分ごとに紹介しています。

データシート

ツールボックス

成功事例

Océ

プリンタ・メーカーのOcéでは、流体シミュレーション・ソフトウェアの選定基準として、充実したサポート、シームレスな統合、抜群のパフォーマンスを重視した結果、FloEFDを採用することに決めました。 詳細

 

「当社ではCFD解析ツールにFloTHERMを利用しています。FloTHERMは他のCFDツールに比べ構成がしっかりしており、使いやすいこと、そしてメンター・グラフィックスから最高の技術サポートが得られるのがその理由です。サポートチームは非常に知識が豊富で、常に整理された回答が得られます」

Shailesh Joshi氏（Hewlett-Packard、サーマル・アナリスト）