赵伟

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050081）

近年来，电子技术的发展主要呈现以下几种趋势[1-2]。第一，电子系统的集成度越来越高，其热流密度不断增加。第二，电子产品向微型化方向发展，功率更大，外形尺寸越来越小。第三，电子产品已经应用于各个领域，其适用环境不断扩大，而所处热环境差异较大。这些发展趋势使电子设备过热问题越来越突出。资料表明，半导体温度升高，会降低其可靠性[3]。电子设备温度每降低1 ℃，其失效率将下降4%。因此，对产品进行热仿真并找出良好的散热途径和方法是提高产品可靠性的关键。

有限元分析模型的绘制需要消耗大量时间，且需要掌握建模技巧和有限元方面的专业知识。ANSYS Workbench则可以提供CAD风格可视化建模环境，将以往用户难以掌握的建模技巧、单元关键字控制、边界条件加载等做成图标式命令。将A Workbench强大的前处理和A Classic个性化设置相结合，不仅可以加快模型前的处理工作，还可用熟悉的命令进行各种控制，显著加快模型创建进度[4-5]。

1 机箱的组成

本文以一款电子设备机箱为例。该机箱主要由外形框架和内部模块组成，分为前后两个区域。机箱采用插卡式模块设计，机箱中部为转接母版，前部竖插3个模块和电源模块，后部安装3个模块。它的结构三维模形如图1所示。

2 机箱热设计分析

机箱的使用环境温度最高为40 ℃，散热方式为内部传导和外表面自然散热。根据设备各发热器件功耗计算，设备工作时整个机箱的总发热功率按90 W计算。……