Ηλεκτρονική προσομοίωση ψύξης

Για τους OEM ημιαγωγών είναι ζωτικής σημασίας να κατανοήσουμε την επίδραση της δομής του πακέτου στη θερμική συμπεριφορά και την αξιοπιστία, ειδικά με την αυξανόμενη πυκνότητα ισχύος και την πολυπλοκότητα στη σύγχρονη ανάπτυξη πακέτων. Προκλήσεις όπως αυτές στην ανάπτυξη σύνθετου συστήματος σε τσιπ (SoC) και 3D-IC (ολοκληρωμένο κύκλωμα) σημαίνουν ότι ο θερμικός σχεδιασμός πρέπει να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της ανάπτυξης πακέτων. Η ικανότητα υποστήριξης της περαιτέρω αλυσίδας εφοδιασμού με θερμικά μοντέλα και συμβουλές μοντελοποίησης που υπερβαίνουν τις τιμές φύλλων δεδομένων έχει διαφοροποιημένη αξία στην αγορά.

Για τους κατασκευαστές ηλεκτρονικών που ενσωματώνουν συσκευασμένα IC σε προϊόντα, είναι σημαντικό να είναι σε θέση να προβλέψουν με ακρίβεια τη θερμοκρασία σύνδεσης ενός εξαρτήματος σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) σε περιβάλλον επιπέδου συστήματος για να αναπτύξουν κατάλληλα σχέδια θερμικής διαχείρισης που είναι οικονομικά αποδοτικά. Τα εργαλεία λογισμικού προσομοίωσης ηλεκτρονικής ψύξης παρέχουν αυτήν την εικόνα. Είναι επιθυμητό για τους θερμικούς μηχανικούς να έχουν διαθέσιμες επιλογές για τη μοντελοποίηση της πιστότητας των πακέτων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που ταιριάζουν σε διαφορετικά στάδια σχεδιασμού και διαθεσιμότητα πληροφοριών. Για μοντελοποίηση υψηλότερης ακρίβειας κρίσιμων εξαρτημάτων σε παροδικά σενάρια, ένα λεπτομερές θερμικό μοντέλο είναι δυνατό να βαθμονομηθεί αυτόματα σε μεταβατικά δεδομένα μέτρησης θερμοκρασίας διασταύρωσης με λύσεις Simcenter.

Εξερευνήστε τη θερμική προσομοίωση πακέτων IC

• Ροή εργασίας θερμικής ανάπτυξης πακέτων ημιαγωγών υψηλής πυκνότητας - παρακολουθήστε διαδικτυακό σεμινάριο

Μοντελοποιήστε τη θερμική απόδοση σύνθετων πολυστρωματικών PCB και τοποθετημένων συσκευών για να προβλέψετε με ακρίβεια τη θερμοκρασία σύνδεσης εξαρτημάτων. Η κατανόηση της θερμικής επιρροής του πίνακα απαιτεί το σωστό επίπεδο ακρίβειας, προσαρμοσμένο στις διαθέσιμες πληροφορίες σε κάθε στάδιο ανάπτυξης.

Μέσα στον θερμικό σχεδιασμό ηλεκτρονικών, οι επιλογές για πιστότητα θερμικής μοντελοποίησης PCB από απλούς τύπους, θερμική αγωγιμότητα σε κάθε στρώμα, έως ρητή μοντελοποίηση ιχνών χαλκού ταιριάζουν σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. Αυτό περιλαμβάνει από την εξερεύνηση της τοποθέτησης εξαρτημάτων έως την επαλήθευση της θερμικής απόδοσης μιας πλήρως δρομολογημένης πλακέτας. Μεταξύ των τελευταίων προσεγγίσεων στη θερμική ανάλυση PCB είναι η μοντελοποίηση μιας ολόκληρης πλακέτας ως συναρμολόγησης δικτύου που είναι υπολογιστικά αποδοτική χωρίς να θυσιάζεται η ακρίβεια.

Η συνδεσιμότητα ροής εργασίας ηλεκτρονικού σχεδιασμού και η δυνατότητα εισαγωγής πληροφοριών πλακέτας από κορυφαίες μορφές αρχείων λογισμικού EDA και επίσης ενημέρωση μοντέλων με νέες πληροφορίες, είναι ένας βασικός παράγοντας για αποτελεσματικές διαδικασίες θερμικής ανάλυσης. Υπάρχουν σαφή πλεονεκτήματα στα εργαλεία που επιτρέπουν στους μηχανικούς να επεξεργάζονται εύκολα δεδομένα αρχείων ECAD που περιέχουν διάταξη πλακέτας, λεπτομέρειες δρομολόγησης και πληροφορίες εξαρτημάτων για να επιταχύνουν τη δημιουργία θερμικού μοντέλου παράλληλα με μεθόδους για την εφαρμογή πληροφοριών ισχύος στη θερμική ανάλυση.

Παρακολουθήστε το διαδικτυακό σεμινάριο - θερμική και θερμομηχανική προσομοίωση PCB πολλαπλών στρώσεων

Για να επιτευχθεί η υψηλότερη ακρίβεια στη θερμική ανάλυση PCB, συμπεριλαμβανομένης της θέρμανσης joule του ίχνους χαλκού στο PCB, είναι πλεονεκτικό να συνεργαστείτε με ηλεκτρονικούς μηχανικούς που εργάζονται σε προσομοίωση σήματος PCB και ακεραιότητας ισχύος. Η συν-προσομοίωση μεταξύ λογισμικού ψύξης τρισδιάστατων ηλεκτρονικών ειδών και λογισμικού προσομοίωσης ακεραιότητας ισχύος EDA αντιπροσωπεύει με ακρίβεια την απαγωγή ισχύος ίχνους χαλκού στην πλακέτα, λαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές ηλεκτρικής αντίστασης με τη θερμοκρασία. Εξερευνήστε τους λόγους για την ηλεκτροθερμική συν-προσομοίωση PCB σε αυτό το βίντεο.

Τα ηλεκτρονικά περίβλημα πρέπει να στεγάζουν συγκροτήματα PCB, εξαρτήματα, τροφοδοτικά, συνδετήρες, αισθητήρες και πολλά άλλα. Πρέπει επίσης να παρέχει επαρκή ροή αέρα ψύξης ή αγώγιμη μεταφορά θερμότητας στο περιβάλλον περιβάλλοντος για να εξασφαλίσει αξιόπιστη απόδοση του προϊόντος. Είτε σχεδιάζετε ένα βιομηχανικό περίβλημα ψύξης με αναγκαστική μεταφορά, ένα σφραγισμένο περίβλημα αεροηλεκτρονικής ή το πιο πρόσφατο προϊόν ηλεκτρονικών ειδών ευρείας μορφής, αυτά τα εργαλεία θερμικής ανάλυσης 3D CFD επιτρέπουν την ταχεία εξερεύνηση διαφορετικών λύσεων ψύξης. Τα εργαλεία που μπορούν να χειριστούν τη γεωμετρία MCAD εύκολα ή άμεσα για προσομοίωση CFD είναι πλεονεκτικά, ώστε να εστιάζετε λιγότερο στα βήματα προεπεξεργασίας και περισσότερο στα αποτελέσματα θερμικής μοντελοποίησης σε επίπεδο συστήματος περιβλήματος και στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού σας.

Κατεβάστε τον πλήρη οδηγό στη θερμική διαχείριση του περιβλήματος για συμβουλές σχεδιασμού.

Η ψύξη του κέντρου δεδομένων για αξιόπιστη λειτουργία είναι ζωτικής σημασίας για την αποφυγή διακοπών λόγω περιορισμένης απόδοσης. Η ψύξη των κέντρων δεδομένων παγκοσμίως αποτελεί σημαντικό ποσοστό ενέργειας και αυτό αναμένεται να αυξηθεί με την επέκταση της ζήτησης επεξεργασίας AI, επομένως ο αποτελεσματικός σχεδιασμός ψύξης έχει μεγάλη σημασία για επιτυχημένες και βιώσιμες λειτουργίες κέντρων δεδομένων. Χρησιμοποιώντας προσομοίωση CFD, μπορείτε να προβλέψετε τη ροή αέρα και τη μεταφορά θερμότητας σε παραδοσιακές αίθουσες κέντρων δεδομένων και παρόμοια μεγάλα πολύπλοκα συστήματα. Μπορείτε να διασφαλίσετε ότι οι διακομιστές, τα ράφια και τα κρίσιμα εξαρτήματα παραμένουν εντός των απαιτούμενων ορίων θερμοκρασίας και να αναπτύξετε την πιο αποτελεσματική στρατηγική ψύξης. Η υγρή ψύξη υιοθετείται όλο και περισσότερο λόγω των πλεονεκτημάτων μεταφοράς θερμότητας. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό εργαλείων προσομοίωσης Simcenter 3D CFD και 1D συστημάτων, μπορείτε να αξιολογήσετε ψυχρές πλάκες απευθείας σε τσιπ, συστήματα σωληνώσεων, εναλλάκτες θερμότητας, CDU σε ολόκληρο το κέντρο δεδομένων και ακόμη και να αντιμετωπίσετε προκλήσεις θερμικής μοντελοποίησης συστημάτων για την αναδυόμενη τεχνολογία ψύξης βύθισης και να επιλέξετε λύσεις ψύξης δύο φάσεων.

Διαβάστε το Λευκό Βιβλίο στο 11 βασικές συμβουλές για αποτελεσματική ψύξη κέντρου δεδομένων Τώρα.

Δείτε ένα διαδικτυακό σεμινάριο μοντελοποίησης συστήματος: Ενίσχυση της ενεργειακής απόδοσης και της βιωσιμότητας των κέντρων δεδομένων

Η υγρή ψύξη προσφέρει πλεονεκτήματα για αποτελεσματική και αποτελεσματική ψύξη ηλεκτρονικών εφαρμογών όπου υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας για σκοπούς λειτουργίας και αξιοπιστίας. Από την ελαχιστοποίηση της προσαρμοσμένης πτώσης πίεσης ψυχρής πλάκας σε εφαρμογές ηλεκτρονικών ισχύος έως τη βοήθεια του θερμικού σχεδιασμού στον τομέα της αυξανόμενης υιοθέτησης ψύξης βύθισης διακομιστών, χρησιμοποιήστε ακριβή προσομοίωση ψύξης ηλεκτρονικών 3D CFD και δυναμική ρευστών 1D για να βελτιστοποιήσετε τον υγρόψυκτο σχεδιασμό σας.

Παρακολουθήστε το βίντεο (δεξιά) σχετικά με τα πλεονεκτήματα υγρής ψύξης διακομιστή edge από την Iceotope Technologies.

Προβολή παρουσίασης κατά παραγγελία - Θερμική διαχείριση υλικού AI: Πληροφορίες υγρής ψύξης μηχανών βαθιάς εκμάθησης από την Electronic Cooling Solutions Inc

Η βελτιωμένη ακρίβεια θερμικής ανάλυσης βοηθά στην κάλυψη ολοένα και πιο απαιτητικών απαιτήσεων σχεδιασμού στη σύγχρονη ανάπτυξη ηλεκτρονικών. Η βαθμονόμηση ενός θερμικού μοντέλου με μεταβατικά δεδομένα θερμικής μέτρησης μπορεί να σας βοηθήσει να επιτύχετε την υψηλότερη ακρίβεια στη θερμική προσομοίωση. Η αυτόματη βαθμονόμηση θερμικού μοντέλου ξεπερνά την ανάγκη για απαγορευτικά χρονοβόρα βήματα χειροκίνητης βαθμονόμησης για την πραγματοποίηση σταδιακών αλλαγών στα χαρακτηριστικά θερμικού μοντέλου. Η χρήση βαθμονομημένου θερμικού μοντέλου σημαίνει ότι οι κίνδυνοι υποσχεδιασμού μπορούν να αντιμετωπιστούν για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία μέσω ακριβούς μοντελοποίησης σεναρίων προφίλ αποστολής για την επαλήθευση της απόδοσης. Ταυτόχρονα, με μεγαλύτερη εμπιστοσύνη στην ακρίβεια, οι μηχανικοί μπορούν να αντιμετωπίσουν πιθανούς τομείς υπερβολικού σχεδιασμού για να μειώσουν το κόστος του προϊόντος.

Για μια επισκόπηση των θερμικών παροδικών μεθόδων δοκιμής και της βαθμονόμησης μοντέλου προσομοίωσης

παρακολουθήστε την παρουσίαση κατά παραγγελία: Θερμικός χαρακτηρισμός πακέτων ημιαγωγών - θερμικές μετρήσεις, αξιοπιστία έως ποιότητα

Η τεχνολογία BCI-ROM (BCI-ROM) ανεξάρτητη από συνθήκες ορίων προσφέρει πλεονεκτήματα για γρήγορη παροδική θερμική ανάλυση ηλεκτρονικών τάξεων μεγέθους γρηγορότερα από το πλήρες 3D CFD διατηρώντας παράλληλα την ακρίβεια. Ένα BCI-ROM δημιουργείται αυτόματα από μια τρισδιάστατη ανάλυση αγωγιμότητας που διατηρεί την προγνωστική ακρίβεια, αλλά μπορεί να λύσει 40.000 φορές πιο γρήγορα σε αποδεδειγμένες περιπτώσεις. Η πτυχή «ανεξάρτητη από οριακές συνθήκες» των μοντέλων μειωμένης τάξης είναι εξαιρετικά πολύτιμη, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιοδήποτε θερμικό περιβάλλον. Τα BCI-ROM μπορούν να δημιουργηθούν σε διαφορετικές μορφές για να υποστηρίξουν αυτόνομη γρήγορη επίλυση σε μορφή μήτρας, να ενσωματωθούν σε προσομοίωση κυκλώματος για εργαλεία ηλεκτροθερμικής ανάλυσης (μορφή VHDL-AMS) ή να χρησιμοποιηθούν σε μοντελοποίηση εργαλείων προσομοίωσης συστήματος 1D (μορφή FMU).

Δείτε το ιστολόγιο: Το μέλλον του θερμικού σχεδιασμού - προηγούμενη ηλεκτροθερμική ανάλυση

Παρακολουθήστε το on-demand: Επιταχύνετε το σχεδιασμό ηλεκτρονικών συστημάτων με θερμική επίγνωση ηλεκτρικής προσομοίωσης (Με πληροφορίες από έναν προσκεκλημένο ομιλητή ROHM Semiconductor)

Ο θερμικός σχεδιασμός για την αξιοπιστία των ηλεκτρονικών προϊόντων επωφελείται από την ακριβή πρόβλεψη θερμοκρασιών, κλίσεων και κυκλικών παροδικών διακυμάνσεων που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν στη θερμομηχανική ανάλυση καταπόνησης. Η θερμομηχανική ανάλυση χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση τρόπων βλάβης, πιθανών περιοχών κινδύνου υποβάθμισης, ανθεκτικότητας και διάρκειας ζωής.

Οι ροές εργασίας αξιολόγησης θερμομηχανικής καταπόνησης CFD σε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEA) μπορούν να λάβουν διάφορες μορφές. Η ανάλυση CFD μπορεί να πραγματοποιηθεί από έναν ειδικό θερμικό αναλυτή σε ένα ηλεκτρονικό λογισμικό ψύξης και τα αποτελέσματα μεταβατικής θερμοκρασίας 3D μπορούν να εξαχθούν σε ένα μηχανικό εργαλείο FEA. Εναλλακτικά, οι μηχανικοί που εργάζονται στο περιβάλλον CAD μπορούν να επωφεληθούν από ένα συνδυασμένο θερμικό CFD ενσωματωμένο σε CAD και ανάλυση θερμομηχανικής καταπόνησης για τη μείωση του συνολικού χρόνου ανάλυσης.

Εξερευνήστε τρεις ροές εργασίας για προσομοίωση ψύξης ηλεκτρονικών CFD και ανάλυση θερμομηχανικής καταπόνησης ηλεκτρονικών FEA σε αυτό διαδικτυακό σεμινάριο κατά παραγγελία.