ansys怎么得到热阻的结构函数

首先，为了让大家更容易理解，我们可以借用电学的概念，热阻的概念呢，就是通过类比电阻的概念而引伸出来的，两者性质的相似度非常高。电阻是指阻碍电流传导的物理量，那对应地，热阻就是阻碍热流传导的物理量，同样条件下热阻越大，热流就越不容易通过。

假如一个热源上连接有几个热阻值不相等的导热路径，那么热流的大小分布就像电流流过不同电阻时的分布一样，如图1所示。

电流（热流）分布图

也就是说，如果在两个等温点之间存在几个导热路径，其中有一个路径的热阻值非常大，而另一个路径上的热阻值非常小，那热量几乎都会从热阻值非常小的那个路径通过，这是下文会引用到的理论基础。

接下来我们再来看热阻的物理定义，所谓定义就是告诉我们怎样可以算出热阻值。前面已提到，热阻的定义可类比于电阻，电阻是指导体两端的电压差△U与通过导体的电流I的比值，那么，我们就可以很容易地理解到热阻的定义了。热阻定义为：热流通道上横跨材料两端的温度差△T与流过该通道的导热功率P的比值。用公式表达就是

热身完毕，接下来请大家走进JESD51－1标准里看半导体器件的热阻。

1．1热阻结构

半导体器件的热阻在JESD51－1标准里有详细的定义，

我们可以看出（式2）其实是（式1）的补充形式，用（式2）来分析如LED这种半导体器件的结构会显得相当的直观和方便。

LED封装结构截面图

以图2常见LED的封装结构为例，假设热源产生的热量从PN结一直往下传导，途经芯片－固晶层—器件支架—导热膏—散热器为止，而且认为散热器与环境温度达到热平衡，那么如何知道PN结到器件支架底部的准确热阻值呢？我们来介绍一种新的分析方法——结构函数法。

1．2结构函数

我们把能够描述半导体器件内部材料的热阻热容结构的函数简称为结构函数。在结构函数里每一种材料的热阻热容特性都能直观地表达出来，如图3所示，如阶梯一样，从左往右依次是芯片、固晶层、支架、导热膏、散热器。

器件结构与结构函数

提到这里，顺便请各位读者再温习下，上一篇文章我们提到，无论是二极管、三极管、场效应管还是IGBT，这些半导体器件的结温和热阻都可利用T3ster进行测量。而且经数学运算后还可以把热传导路径上的每层结构的热阻解析出来，找出散热瓶颈。这里所说的其实就是结构函数的厉害之处。假如某个器件内部的其中一层的材料（例如固晶层）出现了问题，在结构函数函数里就可以明显地表示出来，如图4所示。

固晶异常在结构函数里的区分（实线为固晶正常样品，虚线为固晶异常样品）

固晶异常表现为固晶层的热阻增大，于是位于固晶下方的结构都平移到正常样品曲线的右边。通过结构函数我们不需要把样品破坏就能把器件内部肉眼看不到的异常给揪出来，就像X－ray一样！有了结构函数，不管你是想知道哪一个界面到哪一个界面的热阻，我们都可以一层一层地划分出来，前面提到的想知道PN结到器件支架底部的热阻值更是不在话下。

好，我们通过结构函数得到了我们想知道的PN结到器件支架底部的热阻（称为），一般器件的规格书上给出的器件热阻值严格意义上就是这个。现在我们来回答文初提到的问题：怎么利用这个热阻值算出结温。

ansys products 2020 r2是一款集结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件，简称为ansys 2020r2，该版本还是由美国ANSYS公司在近期全新推出的，比以往的版本更为强大实用。该软件主要是创建并组装了一套软件程序，并完美的涵盖了整个物理领域的全面软件套件，因此不论物理如何，ANSYS都可以模拟它，十分的强大，从而可以轻松的满足设计人员和分析师们的使用需求。另外，与上个版本相比，全新的ansys 2020r2软件可是全方面都进行了优化和增强，并还添加了不少的新功能，同时其中新的工作流程和动态功能，可以轻松帮助工程团队在任何环境中加速创新并创建前沿设计，那么相信大家都十分好奇该版本都有什么变化吧？在ansys 2020r2中，为大家引入了Ansys Discovery、新的“循环跳跃”功能、添加了剂制造、改进了新的材料信息、增强了对复杂传感器的处理、推出了RaptorH、优化了半导体电路和3D-IC封装等等，而且还引入了启用过程的自定义设计，改善了统计支持，增强了其CML编译器的可用性，并提供了扩展的Photonic Verilog-A模型库。总而言之，通过全新的ansys 2020r2软件将能能帮助用户比以往更轻松，更快地生成更大，更复杂的设计，提高生产率，促进高质量产品的开发并缩短产品上市时间。 

原文链接：

ps：本次小编为用户们提供的ansys 2020r2直装版，附带了相对应的文件，可以有效的帮助大家免费激活使用该软件，小编亲测可用，随后还会将其详细的图文安装教程附在下文以供参考，欢迎有需要的用户们免费下载体验。

ansys products 2020 r2新功能：

【3D设计：下一代产品设计的快速设计探索】

此版本引入了Ansys Discovery，这是第一款将即时物理学，经过验证的高保真度仿真和交互式几何建模结合到一个简单易用的界面中的产品设计软件。

1、用户现在可以在产品设计过程的早期探索大型设计空间并回答关键设计问题，而无需等待数天或数周的传统仿真结果。Discovery将人类直接驱动的交互与生成算法无缝结合在一起，以激发新的设计灵感，并嵌入多物理场仿真以提供快速而准确的产品见解。

2、支持概念建模和仿真模型准备的Ansys SpaceClaim更新包括：块记录和双向CAD接口，以允许导入修改的CAD几何图形；基于约束的草图绘制，可以更轻松地为3D设计创建复杂的草图；并从Ansys Mechanical获得拓扑优化结果的自动蒙皮，以进行自动几何重构。

---