Altair解決方案概述

仿真、HPC和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)

HyperWorks結(jié)構(gòu)前后處理解決方案

——結(jié)構(gòu)前后處理一站式解決方案

通用前處理：HyperMesh

復(fù)雜幾何前處理：SimLab

網(wǎng)格批處理：BatchMesher

二次開發(fā)接口：Tcl/Tk&Python

云圖后處理：HyperView

圖表后處理：HyperGraph

HyperWorks仿真平臺(tái)求解器

——最廣泛的優(yōu)化求解器組合

系統(tǒng)仿真

制造仿真

電磁

結(jié)構(gòu)分析

碰撞、安全、沖擊和爆炸

熱分析

流體力學(xué)

芯片及PCBA行業(yè)仿真場(chǎng)景

芯片封裝及PCBA前處理建模

靜強(qiáng)度分析

熱結(jié)構(gòu)耦合分析

動(dòng)力學(xué)分析

- 模態(tài)、頻響和振動(dòng)

- 跌落沖擊

SimSolid無網(wǎng)格分析

電子產(chǎn)品散熱分析

Pollex

芯片封裝及PCBA前處理建模

HyperMesh 高質(zhì)量，高效率，開放的有限元前處理平臺(tái)

30多年致力于CAE前處理，擅長復(fù)雜網(wǎng)格建模，擁有5000+商業(yè)用戶

在汽車、航空航天、重工、軌道交通、電子等行業(yè)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)有限元前處理平臺(tái)

與全球通用的CAD，CAE軟件無縫集成

開放架構(gòu)，為客戶實(shí)現(xiàn)流程定制，極大地提高仿真工作的效率

過渡到全新用戶界面

所有的模型，腳本，流程仍然可用 – 同樣的 HM 文件，同樣的底層數(shù)據(jù)庫

用戶界面

——多窗口顯示與操作

支持多窗口顯示

- 每頁最多16個(gè)HyperMesh窗口

- 支持多窗口同步旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)

- 支持窗口間的復(fù)制與粘貼

高效實(shí)體網(wǎng)格劃分

四面體

六面體

Mesh Control 網(wǎng)格控制

邊界層網(wǎng)格

薄實(shí)體六面體網(wǎng)格自動(dòng)劃分

實(shí)體網(wǎng)格質(zhì)量自動(dòng)優(yōu)化

優(yōu)化集成于HyperMesh

設(shè)計(jì)探索DesignExplorer

完全圖形交互式的DOE、優(yōu)化作業(yè)創(chuàng)建流程

設(shè)計(jì)變量靈敏度直接顯示于模型

運(yùn)行結(jié)果云圖可視化

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的位移云圖自動(dòng)預(yù)測(cè)

極速查找模型關(guān)鍵位置!

僅在HyperWorks新界面中支持熱點(diǎn)（Hotspot）搜索功能

搜索：應(yīng)用過濾標(biāo)準(zhǔn)得到想要的熱點(diǎn)

查看：用細(xì)節(jié)可選的方式顯示熱點(diǎn)

保存：在一個(gè)頁面可以保存多個(gè)查詢到的熱點(diǎn)

比較：在多個(gè)模型上應(yīng)用相同的檢索條件

存儲(chǔ)：共享熱點(diǎn)檢索結(jié)果和設(shè)置

HyperWorks Report 報(bào)告自動(dòng)生成

高度靈活、開放的二次開發(fā)平臺(tái)

依托HyperMesh，HyperView的前后處理功能，實(shí)現(xiàn)：

集成化與系統(tǒng)化

與 PDM系統(tǒng)集成的自動(dòng)建模系統(tǒng)

CAE數(shù)據(jù)與報(bào)告管理系統(tǒng)

流程自動(dòng)化

跌落模型創(chuàng)建與設(shè)置流程

從幾何導(dǎo)入到裝配完成的快速建模流程

結(jié)構(gòu)分析，NVH，優(yōu)化流程等

工具自動(dòng)化

螺栓標(biāo)準(zhǔn)化建模工具

荷載工況創(chuàng)建工具

密封條創(chuàng)建工具

電子產(chǎn)品分析流程自動(dòng)化

三星電子封裝流程自動(dòng)化：

有限元建模 ( BGA/BOC/MCP/LeadFrame/POP)

載荷工況 (Warpage/SJR/Drop/Tip breaking)

作業(yè)提交 (將作業(yè)自動(dòng)提交到計(jì)算集群上)

后處理 (自動(dòng)化的分析報(bào)告生成)

數(shù)據(jù)的管理：

流程驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)管理

能夠處理所有類型的仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

使用流程自動(dòng)化效果：

極大縮短項(xiàng)目時(shí)間并減少錯(cuò)誤

標(biāo)準(zhǔn)化的CAE流程

實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的可重用性

提升整個(gè)CAE流程的可靠性

實(shí)現(xiàn)有效的合作機(jī)制

芯片封裝六面體網(wǎng)格劃分流程

芯片封裝Bump自動(dòng)陣列

——封裝級(jí)別、bump 應(yīng)力分析

將近17000個(gè)bump模型陣列

為減少總網(wǎng)格數(shù)，結(jié)合簡化模型與詳細(xì)模型

建模需考慮效率問題

允許用戶輸入位置信息，調(diào)用不同模型

芯片封裝Bump自動(dòng)陣列

流程化的電子產(chǎn)品可靠性仿真平臺(tái)

直接讀取ECAD源文件

直接讀取PCB的ECAD源文件，自動(dòng)生成分層幾何

支持對(duì)PCBA幾何模型快速簡化

PCB板快速建模及材料等效

支持直接導(dǎo)入ECAD文件，并自動(dòng)生成實(shí)體/殼/線幾何

可快速簡化PCB板并生成六面體網(wǎng)格，可自動(dòng)貼合

根據(jù)銅線分布生成等效的隨溫度變化的正交各向異性材料參數(shù)，可捕捉Z向材料性能變化

基于特征識(shí)別的高效網(wǎng)格劃分

選擇相同面

識(shí)別螺栓/回轉(zhuǎn)體/管路等

識(shí)別重復(fù)零件

選擇相同零件

根據(jù)尺寸識(shí)別零件

焊球快速建模與簡化

BGA網(wǎng)格簡化

包含Bumps的詳細(xì)BGA建模

先進(jìn)的BGA封裝內(nèi)部具有大量的bumps(凸點(diǎn)），并且需要?jiǎng)澐至骟w網(wǎng)格，所以整體BGA網(wǎng)格劃分往往需要數(shù)天。采用SimLab+HyperMesh的方式，可以將整個(gè)網(wǎng)格劃分過程用時(shí)降至2個(gè)小時(shí)。

PCBA的網(wǎng)格劃分

為PCB板快速建立六面體網(wǎng)格。

支持將PCB從中間切分為兩半，然后通過Tie連接。這兩半網(wǎng)格將分別與PCB板上下方的零件共節(jié)點(diǎn)。

Chip Underfill Weld

——Underfill膠建模

添加一個(gè)工具用以在die和基板之間創(chuàng)建共節(jié)點(diǎn)的有角度underfill. 這個(gè)工具需要underfill的寬度和高度作為輸入。

3D Chiplet參數(shù)化建模

——3D堆疊chiplet建模

3D-IC技術(shù)是指多芯片集成電路的一系列封裝技術(shù)，其中多個(gè)半導(dǎo)體芯片(稱為“chiplets”)彼此靠近放置(2.5D-IC)或堆疊在一起(3D-IC).

這些小芯片使用帶有通硅孔(tsv)的硅中間層互連，tsv穿透硅中間層并實(shí)現(xiàn)所有層之間的連接.

該技術(shù)允許在邏輯、存儲(chǔ)器、傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMs)等領(lǐng)域的芯片進(jìn)行異構(gòu)集成，并以緊湊的外形因素實(shí)現(xiàn)更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸規(guī)格.

這個(gè)工具有助于根據(jù)給定的參數(shù)創(chuàng)建芯片堆疊模型進(jìn)行布局分析

靜強(qiáng)度分析

OptiStruct的結(jié)構(gòu)分析能力

線性/非線性靜力學(xué)

瞬態(tài)分析

模態(tài)分析

頻響分析(模態(tài)法，直接法)

隨機(jī)振動(dòng)

穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)傳熱分析

翹曲分析(支持熱固強(qiáng)耦合)

焊球疲勞（蠕變材料）

跌落仿真

電-熱-固耦合分析

靜強(qiáng)度：靜力學(xué)

結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度分析

卡扣插拔

散熱器安裝

雷達(dá)風(fēng)載變形

非線性彈性橡膠密封仿真

靜強(qiáng)度-粘膠開裂/脫離

膠粘及材料

無損傷類型 MCOHE

有損傷類型MCOHED

支持具有膠粘特性的接觸對(duì)

電子基本的加強(qiáng)筋優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于OptiStruct 拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)電子器件的基板加強(qiáng)筋分布進(jìn)行設(shè)計(jì)。在不增加材料質(zhì)量的前提下，以提高基板剛度，降低基板變形為目標(biāo)，來對(duì)基板的加強(qiáng)筋的分布進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。

參照基板上電子元器件的布置情況和拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果，重新排布加強(qiáng)筋在基板上的位置，得到優(yōu)化后基板的改進(jìn)設(shè)計(jì)。對(duì)比基板原始設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)在相同工況下的有限元模型的剛度計(jì)算結(jié)果，證明應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化的方法來改進(jìn)此基板加強(qiáng)筋的分布是合理和可行的。

熱結(jié)構(gòu)耦合分析

PCB回流翹曲

SimLab直接導(dǎo)入ECAD源文件，自動(dòng)生成包含銅層線路的詳細(xì)PCB幾何。在SimLab中自動(dòng)創(chuàng)建PCB的詳細(xì)網(wǎng)格，自動(dòng)賦予FR-4和銅箔材料屬性。加載溫度載荷后計(jì)算PCB翹曲，創(chuàng)建對(duì)角線節(jié)點(diǎn)路徑并提取翹曲度。

封裝結(jié)構(gòu)熱可靠性：芯片封裝翹曲

OS進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合應(yīng)力分析

芯片封裝各部分的CTE差異導(dǎo)致的翹曲

溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)可來自熱分析計(jì)算結(jié)果直接映射

溫度場(chǎng)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可作為結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析的輸入

封裝結(jié)構(gòu)熱可靠性：焊球疲勞

焊球疲勞求解方案，自動(dòng)創(chuàng)建蠕變工況及疲勞工況參數(shù)

支持多種蠕變材料本構(gòu)： Anand，Darveaux，Hyperbolic Sine Hardening等

支持如下三種焊球?qū)Ｓ闷?a target="_blank">算法：Syed-Creep energy density，Syed-Creep strain，Darv-Creep energy density

芯片封裝結(jié)構(gòu)熱可靠性：子模型技術(shù)

兩步完成子模型定義，快速計(jì)算子模型上詳細(xì)變形、應(yīng)力、應(yīng)變以及疲勞壽命

定義子模型材料參數(shù)

定義全局模型與子模型交界面，自動(dòng)將全局模型位移映射到與子模型的交界面

SimLab電-熱-結(jié)構(gòu)耦合分析

在SimLab中可以方便地創(chuàng)建電-熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，計(jì)算電流產(chǎn)熱造成的結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力。

動(dòng)力學(xué)分析

結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)：電子設(shè)備沖擊

電子設(shè)備在運(yùn)輸、攜帶、使用過程中可能承受各種負(fù)載和沖擊。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，需要考慮易碎組件，如主板等如何布置以更好的保護(hù)其在因各種沖擊下不產(chǎn)生損壞。

通常，對(duì)于其抗沖擊性能，往往需要在實(shí)驗(yàn)臺(tái)開展周期較長、成本昂貴的三角、階躍或半正弦等脈沖沖擊下的機(jī)械抗沖擊測(cè)試。

通過仿真分析易損電子元件的沖擊響應(yīng)，可以大大的縮短研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本

結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)：基于響應(yīng)譜的抗沖擊仿真

結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)：基于瞬態(tài)分析的抗沖擊仿真

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可靠性：模態(tài)分析

OptiStruct支持Lanczos方法、AMSES模態(tài)加速法，可以快速有效的分析結(jié)構(gòu)模態(tài)，避免結(jié)構(gòu)共振。

OptiStruct還提供預(yù)應(yīng)力條件下的模態(tài)分析，只需順序依次設(shè)置，即可完成求解。

- 考慮電子產(chǎn)品在工作溫度下由熱引起的熱應(yīng)力預(yù)載荷

- 考慮電子產(chǎn)品在離心力等預(yù)載荷作用下的模態(tài)

- 螺栓預(yù)緊、過盈配合等裝配過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力模態(tài)

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可靠性：頻響

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)可靠性：隨機(jī)振動(dòng)

疲勞分析：疲勞

OptiStruct的疲勞分析用戶只需直接在一個(gè)模型中定義靜力分析和疲勞分析工況，支持S/N高周應(yīng)力疲勞和E/N低周應(yīng)變疲勞分析功能，

單軸疲勞支持高周和低周疲勞

多軸疲勞支持低周疲勞

基于Dang Van方法的無線壽命疲勞

焊縫、焊點(diǎn)疲勞

基于隨機(jī)響應(yīng)下疲勞

Radioss顯式動(dòng)力學(xué)分析：顯示動(dòng)力學(xué)案例

跌落分析：PCB板跌落分析

查看綁定接觸力/ANIM/VECT/CONT2

跌落分析：PCB板帶預(yù)緊跌落分析

SIMSOLID無網(wǎng)格法快速分析

有限元技術(shù)的革新?SimSolid無網(wǎng)格分析方法

SimSolid的分析功能

靜強(qiáng)度分析

模態(tài)分析

熱分析

瞬態(tài)/頻響/隨機(jī)振動(dòng)分析

螺栓預(yù)緊分析

大變形/接觸/彈塑性

熱固耦合分析

疲勞分析

靜強(qiáng)度分析：靜力學(xué)+模態(tài)分析

熱固耦合-深南電路：MCM-BGA 封裝體運(yùn)行溫度及熱應(yīng)力分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)

項(xiàng)目背景：MCM-BGA封裝體共包含9個(gè)芯片，每個(gè)芯片表面的熱功率為50W/cm^2，通過封裝體表面和散熱外殼冷卻通道散熱。優(yōu)化封裝基體厚度和散熱基體厚度，確保芯片工作溫度和避免熱應(yīng)力導(dǎo)致的開裂。

動(dòng)力學(xué)仿真：頻響+隨機(jī)振動(dòng)

電子產(chǎn)品散熱分析

SimLab+ElectrFlo功能介紹

——流程簡單, 復(fù)雜模型, 結(jié)果準(zhǔn)確

多物理場(chǎng)

電氣、熱、流

湍流& 瞬態(tài)

常見電子元件Smart Objects

工作流程

基于CAD的前處理建模

容易處理復(fù)雜MCAD & ECAD模型

Dynamic setup

自動(dòng)報(bào)告

用戶體驗(yàn)

操作方便，容易上手

快速建模

快速設(shè)計(jì)變更

DOE

與Altair其它工具關(guān)聯(lián)

案例 1: 板級(jí)熱分析

PCB 含2層銅層 (0.03mm)

Non-CFD

包括銅層

案例 2: PCB元件散熱

板級(jí)模型，包含:

1 塊PCB

數(shù)十顆IC元件

模型設(shè)定:

PCB模型包含銅線

自然對(duì)流

POLLEX

PollEx：簡介

Altair PollEx是一款涵蓋PCB設(shè)計(jì)審查、驗(yàn)證、分析和制造的PCB級(jí)EDA軟件套件，可顯著縮短開發(fā)周期，同時(shí)為原理圖工程師、PCB設(shè)計(jì)師、CAE分析師和制造工程師提供通用應(yīng)用程序便于溝通

PCB繪制和ECAD互通

PCB驗(yàn)證(DFE, DFM, DFA)

PCB仿真(SI / PI / Thermal)

統(tǒng)一部件編輯器

原理圖 / CAM

制造

PollEx：PollExPCB驗(yàn)證

通過將后期設(shè)計(jì)引入早期設(shè)計(jì)階段，DFx是顯著減少PCB設(shè)計(jì)迭代和成本的關(guān)鍵

檢測(cè)可能在制造(DFM)、裝配(DFA)或引起電氣故障(DFE)期間發(fā)生的設(shè)計(jì)故障。

可定制的基于規(guī)則的檢查，快速檢查數(shù)千個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

驗(yàn)證中包含仿真數(shù)據(jù)(使用PollEx DFE+時(shí))

PollEx：PollExPCB仿真

快速，準(zhǔn)確和簡單的PCB SI分析儀

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰞x可以創(chuàng)建/修改信號(hào)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行分析。

PollEx：PollEx PCB仿真

基于有限元法的考慮傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的板級(jí)熱分析

專門用于在早期設(shè)計(jì)階段進(jìn)行快速準(zhǔn)確的熱分析具有自動(dòng)網(wǎng)格劃分和內(nèi)置材料庫的有限元分析

分析與決策

熱輪廓和結(jié)溫可以考慮散熱器，熱通孔和楔形鎖嗎是否可以在PCB上應(yīng)用單個(gè)元件的工作功率和局部邊界條件