Simulace chlazení elektroniky

Pro polovodičové OEM je zásadní porozumět vlivu struktury obalu na tepelné chování a spolehlivost, zejména s rostoucí hustotou výkonu a složitostí v moderním vývoji obalů. Výzvy, jako jsou výzvy ve vývoji komplexního systému na čipu (SoC) a 3D IC (integrovaný obvod), znamenají, že tepelný design musí být nedílnou součástí vývoje balíčků. Schopnost podporovat další dodavatelský řetězec pomocí tepelných modelů a modelovacích rad, které přesahují hodnoty datových listů, má na trhu diferencovanou hodnotu.

Pro výrobce elektroniky, kteří integrují zabalené integrované obvody do produktů, je důležité být schopni s přesností předpovědět teplotu spojení součásti na desce s plošnými spoji (PCB) v prostředí na úrovni systému a vyvinout vhodné návrhy tepelného řízení, které jsou nákladově efektivní. Tento pohled poskytují softwarové nástroje pro simulaci chlazení elektroniky. Je žádoucí, aby tepelní inženýři měli k dispozici možnosti modelování věrnosti balíčků IC, aby vyhovovaly různým fázím návrhu a dostupnosti informací. Pro nejvyšší přesnost modelování kritických komponent v přechodných scénářích je možné detailní tepelný model automaticky kalibrovat data přechodného měření teploty křižovatky pomocí řešení Simcenter.

Prozkoumejte tepelnou simulaci balíčku IC

• Pracovní postup tepelného vývoje polovodičového balíčku s vysokou hustotou - sledovat webinář

Modelujte tepelný výkon složitých vícevrstvých desek plošných spojů a namontovaných zařízení, abyste přesně předpověděli teplotu spojení součástí. Pochopení tepelného vlivu desky vyžaduje správnou úroveň přesnosti, přizpůsobenou dostupným informacím v každé fázi vývoje.

V rámci tepelného návrhu elektroniky jsou možnosti věrnosti tepelného modelování PCB od jednoduchých typů, tepelné vodivosti v každé vrstvě až po explicitní modelování stopy mědi vhodné pro různé fáze vývoje. To zahrnuje od zkoumání umístění komponent až po ověření tepelného výkonu plně vedené desky. Mezi nejnovější přístupy k tepelné analýze PCB patří modelování celé desky jako síťové sestavy, která je výpočetně efektivní bez obětování přesnosti.

Konektivita pracovního postupu elektronického návrhu a schopnost importovat informace o desce z předních softwarových formátů souborů EDA a také aktualizovat modely novými informacemi, je klíčovým faktorem pro efektivní procesy tepelné analýzy. Existují jasné výhody v nástrojích, které umožňují inženýrům snadno zpracovávat data souborů ECAD obsahující rozložení desky, podrobnosti o směrování a informace o komponentách, aby se urychlilo vytváření tepelných modelů spolu s metodami implementace informací o výkonu v termické analýze.

Podívejte se na webinář - vícevrstvá PCB tepelná a termomechanická simulace

Pro dosažení nejvyšší přesnosti v termické analýze PCB, včetně joulového ohřevu stopy mědi na desce plošných spojů, je výhodné spolupracovat s elektronickými inženýry pracujícími na simulaci signálu PCB a integrity výkonu. Společná simulace mezi softwarem pro chlazení 3D elektroniky a softwarem pro simulaci integrity výkonu EDA přesně představuje ztrátu výkonu mědi na desce zohledňující změny elektrického odporu s teplotou. Prozkoumejte důvody elektrotermální kosimulace PCB v tomto videu.

Skříně elektroniky musí obsahovat sestavy desek plošných spojů, komponenty, napájecí zdroje, konektory, senzory a mnoho dalšího. Musí také zajistit dostatečný chladicí proud vzduchu nebo vodivý přenos tepla do okolního prostředí, aby byl zajištěn spolehlivý výkon produktu. Ať už navrhujete průmyslový kryt chlazený nucenou konvekcí, uzavřený kryt avioniky nebo nejnovější produkt spotřební elektroniky s tenkým tvarem, tyto 3D CFD nástroje pro termickou analýzu umožňují rychlý průzkum různých řešení chlazení. Nástroje, které zvládnou geometrii MCAD snadno nebo přímo pro simulaci CFD, jsou výhodné, takže se méně soustředíte na kroky předběžného zpracování a více na výsledky tepelného modelování na úrovni systému skříně a optimalizaci návrhu.

Stáhněte si kompletní příručku k řízení teploty skříně pro konstrukční tipy.

Chlazení datového centra pro spolehlivý provoz je zásadní, aby se zabránilo výpadkům omezeného výkonu. Chlazení datových center po celém světě představuje významnou část energie a to se bude zvyšovat s rozšiřováním poptávky po zpracování AI, takže efektivní návrh chlazení má velký význam pro úspěšný a udržitelný provoz datových center. Pomocí CFD simulace můžete předvídat proudění vzduchu a přenos tepla v tradičních halách datových center a podobných velkých komplexních systémech. Můžete zajistit, aby servery, racky a kritické komponenty zůstaly v požadovaných teplotních mezích, a vyvinout nejúčinnější strategii chlazení. Chlazení kapalinou je stále více přijímáno kvůli výhodám přenosu tepla. Pomocí kombinace Simcenter 3D CFD a 1D systémových simulačních nástrojů můžete vyhodnotit chladicí desky přímo na čip, potrubní systémy, výměníky tepla, CDU pro celé datové centrum a dokonce řešit problémy systémového tepelného modelování pro nově vznikající technologie ponorného chlazení a vybrat řešení dvoufázového chlazení.

Přečtěte si whitepaper 11 klíčových tipů pro efektivní chlazení datového centra teď.

Podívejte se na webinář o modelování systému: Zvýšení energetické účinnosti a udržitelnosti datových center

Kapalinové chlazení nabízí výhody pro účinné a účinné chlazení elektronických aplikací, kde jsou vysoké požadavky na odvod tepla pro účely provozu a spolehlivosti. Od minimalizace vlastního poklesu tlaku studených desek v aplikacích výkonové elektroniky až po pomoc při tepelném návrhu v oblasti rostoucího přijetí ponorného chlazení serverů, použijte přesnou 3D simulaci chlazení elektroniky CFD a dynamiku tekutin 1D k optimalizaci kapaliny chlazeného designu.

Podívejte se na video (vpravo) o výhodách kapalinového chlazení na okrajovém serveru od společnosti Iceotope Technologies.

Zobrazit prezentaci na vyžádání - Řízení teploty hardwaru AI: Hluboké učení strojového chlazení kapalinou od Electronic Cooling Solutions Inc

Vylepšená přesnost tepelné analýzy pomáhá splnit stále náročnější konstrukční požadavky ve vývoji moderní elektroniky. Kalibrace tepelného modelu s přechodnými tepelnými měřenými daty vám může pomoci dosáhnout nejvyšší přesnosti v tepelné simulaci. Automatická kalibrace tepelného modelu překonává potřebu neúměrně časově náročných manuálních kalibračních kroků při provádění přírůstkových změn atributů tepelného modelu. Použití kalibrovaného tepelného modelu znamená, že rizika nedostatečného návrhu lze řešit, aby byla zajištěna spolehlivost prostřednictvím přesného modelování scénářů profilu mise k ověření výkonu. Současně s vyšší důvěrou v přesnost mohou inženýři řešit potenciální oblasti nadměrného návrhu, aby snížili náklady na produkt.

Pro přehled zkušebních metod tepelných přechodů a kalibrace simulačního modelu

Podívejte se na prezentaci na vyžádání: Tepelná charakterizace polovodičového balíčku — tepelné metriky, spolehlivost až kvalita

Technologie BCI-ROM (BCI-ROM) nezávislý na hraničních podmínkách nabízí výhody pro rychlou přechodnou termickou analýzu elektroniky řádově rychleji než plné 3D CFD při zachování přesnosti. BCI-ROM je automaticky generován z 3D analýzy vedení, která udržuje prediktivní přesnost, ale v prokázaných případech dokáže vyřešit 40 000+krát rychleji. Aspekt modelů redukovaného řádu „nezávislý na okrajových podmínkách“ je mimořádně cenný, protože je lze použít v jakémkoli tepelném prostředí. BCI-ROM lze generovat v různých formátech pro podporu samostatného rychlého řešení v maticovém formátu, začlenit do simulace obvodu pro nástroje elektrotermické analýzy (formát VHDL-AMS) nebo použít v modelování nástrojů pro simulaci 1D systému (formát FMU).

Prohlédněte si blog: Budoucnost tepelného návrhu — dřívější elektrotermální analýza

Sledujte na vyžádání: Zrychlete návrh elektronických systémů pomocí tepelně orientované elektrické simulace (S náhledem hostujícího řečníka ROHM Semiconductor)

Tepelný design pro spolehlivost elektronických výrobků těží z přesné predikce teplot, gradientů a cyklických přechodných variací, které lze následně použít v termomechanické analýze napětí. Termomechanická analýza se používá ke zkoumání způsobů selhání, potenciálních oblastí rizika degradace, k analýze trvanlivosti a životnosti.

Pracovní postupy vyhodnocování termomechanického napětí CFD na analýzu konečných prvků (FEA) mohou mít několik podob. CFD analýzu může provádět specializovaný tepelný analytik v elektronickém chladicím softwaru a výsledky 3D přechodové teploty lze exportovat do mechanického nástroje FEA. Alternativně mohou inženýři pracující v prostředí CAD těžit z kombinovaného tepelného CFD s integrovaným CAD a termomechanickou pevnostní analýzou ke zkrácení celkové doby analýzy.

Prozkoumejte tři pracovní postupy pro simulaci chlazení elektroniky CFD a analýzu termomechanického napětí elektroniky FEA v tomto webinář na vyžádání.