淺談散熱分析軟體

電子產品的散熱，愈來愈受到重視，客戶都會希望產品在設計初期，就能評估產品的熱性能。因此，擁有一套散熱分析軟體，在大部分的電子公司，是必要的。想要自己開發？簡單的小程式是還可以，大程式的話，除非是靠寫程式吃飯，否則還是叫老闆買一套商業軟體還比較實際。



若要從各式各樣的軟體中選擇合適的軟體，有許多需要考量的地方。要花多少錢？要做到什麼程度？分析產品的特性為何？需要解決哪類問題？未來可能需要解哪類的問題？有多少時間可以進行評估？甚至軟體的操作，軟體的維護合約....等等之類的問題，都必須考慮。

如果想要一招半式吃遍電子散熱領域，那麼最常使用的軟體為 Icepak 和 Flotherm。小到從 IC 封裝，大到系統層級，甚至機架，機櫃都可以處理，堪稱泛用型的電子散熱軟體。這兩套都是採用有限體積法，最大的差異在於 I 除了結構網格外，也可以採用非結構網格，網格與物體外形的貼面程度較好，所以可以處理複雜的外形。而 F 採用結構六面體網格，所以，在處理複雜的外形上，將比較吃力，甚至為了網格品質，要付出更龐大的代價。幸運的是電子零件的外形都幾乎是四四方方的，所以對 F 來說，並無困難。但是對於一些特殊造型的 ID，使用者就必須花非他的巧思了，如何用 F 中所提供的積木，兜出奇形怪狀的外形了。此外，Icepak 可以模擬風扇的扇葉轉動所形成的流場，而 Flotherm 做曲面都很困難了，更不要想叫他旋轉了。除此之外，I 與 F 兩者間的其他差異，我個人覺得並不算大。

而另一類則是針對某種特殊分析對象而發展的軟體，例如評估 IC 封裝熱阻的 PakSi-TM，分析散熱片性能的 Qfin 等等之類的軟體，就只能用來分析特定的對象。這類的軟體有一個共通的特性，就是程式較小，計算速度較快。

以上提及的軟體，不是使用有限體積法，就是有限元素法。另外還有些軟體使用熱網路法與流網路法。這類的熱流網路法使用的人似乎不多，但這類軟體的優點就是計算速度極快，但相對的，所能提供的資訊就更為有限。

此外，網路上甚至可以找到免費的散熱片性能的分析軟體（真的是免費的）。

總之，分析軟體非常多樣，仔細評估功能與需求，選擇合適的工具，才是最重要的。

一些適合電子散熱分析的相關軟體：
電子散熱分析軟體：Icepak、Flotherm、6SigmaET（沒用過，所以不介紹）
IC 封裝熱阻：PakSi-TM
PCB：Batasoft PCB
散熱片：Qfin
流網路法：Macroflow
泛用型 CFD：Fluent、STAR-CD....（太多了）