Simulatie van elektronische koeling

Voor OEM's van halfgeleiders is het cruciaal om inzicht te krijgen in de invloed van de pakketstructuur op thermisch gedrag en betrouwbaarheid, vooral nu de vermogensdichtheid en complexiteit bij de ontwikkeling van moderne pakketten toeneemt. Uitdagingen zoals die bij de ontwikkeling van complexe system-on-a-chip (SoC) en 3D-IC (geïntegreerde schakelingen) betekenen dat thermisch ontwerp een integraal onderdeel moet zijn van de ontwikkeling van pakketten. Het vermogen om de verdere toeleveringsketen te ondersteunen met thermische modellen en modelleeradvies dat verder gaat dan de waarden van datasheets, is van gedifferentieerde waarde in de markt.Voor elektronicafabrikanten die verpakte IC's in producten integreren, is het belangrijk om de junctietemperatuur van een component op een printplaat (PCB) binnen een omgeving op systeemniveau nauwkeurig te kunnen voorspellen om geschikte thermische beheerontwerpen te ontwikkelen die kosteneffectief zijn. Softwaretools voor simulatie van elektronische koeling bieden dat inzicht. Het is wenselijk dat thermische ingenieurs over opties beschikken om de betrouwbaarheid van IC-pakketten te modelleren voor verschillende ontwerpfasen en beschikbaarheid van informatie. Voor de meest nauwkeurige modellering van kritieke componenten in transiënte scenario's is een gedetailleerd thermisch model mogelijk om transiënte meetgegevens van de temperatuur automatisch te kalibreren naar de junctie met Simcenter-oplossingen.

Ontdek de thermische simulatie van het IC-pakket

• Workflow voor thermische ontwikkeling van halfgeleiderpakketten met hoge dichtheid — webinar bekijken

Modelleer de thermische prestaties van complexe meerlaagse PCB's en gemonteerde apparaten om de junctietemperatuur van componenten nauwkeurig te voorspellen. Om de thermische invloed van het bord te begrijpen, is de juiste mate van nauwkeurigheid vereist, aangepast aan de beschikbare informatie in elke ontwikkelingsfase.

Binnen het thermische ontwerp van elektronica zijn opties voor thermische modellering van PCB's, van eenvoudige typen, thermische geleidbaarheid in elke laag tot expliciete modellering van kopersporen, geschikt voor verschillende ontwikkelingsstadia. Dit omvat het verkennen van de plaatsing van componenten tot het verifiëren van de thermische prestaties van een volledig gerouteerd bord. Een van de nieuwste benaderingen voor thermische analyse van PCB's is het modelleren van een volledig bord als netwerkassemblage die rekenefficiënt is zonder aan nauwkeurigheid in te boeten.

Connectiviteit voor elektronische ontwerpworkflows en de mogelijkheid om bordinformatie te importeren uit toonaangevende EDA-softwarebestandsindelingen en ook modellen bij te werken met nieuwe informatie, is een belangrijke factor voor efficiënte thermische analyseprocessen. Tools hebben duidelijke voordelen waarmee ingenieurs eenvoudig ECAD-bestandsgegevens kunnen verwerken, waaronder de lay-out van het bord, routeringsdetails en componentinformatie om het maken van thermische modellen te versnellen, naast methoden om stroominformatie in thermische analyse te implementeren.

Bekijk het webinar - meerlaagse thermische en thermomechanische simulatie van PCB's

Om de hoogste nauwkeurigheid te bereiken bij de thermische analyse van PCB's, inclusief joule-verwarming van het koperspoor op de PCB, is het voordelig om samen te werken met elektronische ingenieurs die werken aan de simulatie van PCB-signalen en stroomintegriteit. Co-simulatie tussen 3D-elektronische koelsoftware en EDA-simulatiesoftware voor stroomintegriteit geeft nauwkeurig de vermogensdissipatie van het bord weer, waarbij rekening wordt gehouden met veranderingen in de elektrische weerstand met de temperatuur. Ontdek de redenen voor elektrothermische co-simulatie van PCB's in deze video.

Elektronische behuizingen moeten PCB-assemblages, componenten, voedingen, connectoren, sensoren en nog veel meer bevatten. Het moet ook zorgen voor voldoende koelluchtstroom of geleidende warmteoverdracht naar de omgeving om betrouwbare productprestaties te garanderen. Of u nu een industriële behuizing met geforceerde convectie ontwerpt, een gesloten behuizing voor vliegtuigelektronica of het nieuwste product voor consumentenelektronica met een dunne vormfactor, met deze 3D-CFD-hulpmiddelen voor thermische analyse kunt u snel verschillende koeloplossingen verkennen. Tools die de MCAD-geometrie eenvoudig of rechtstreeks kunnen verwerken voor CFD-simulatie zijn voordelig, zodat u zich minder hoeft te concentreren op voorbewerkingsstappen en meer op thermische modelleringsresultaten op behuizingssysteemniveau en het optimaliseren van uw ontwerp.Download de volledige handleiding naar het thermisch beheer van de behuizing voor ontwerptips.

Koeling van datacenters voor een betrouwbare werking is cruciaal om uitval als gevolg van beperkte prestaties te voorkomen. Datacenterkoeling wereldwijd is een aanzienlijk deel van de energie en dit zal naar verwachting toenemen naarmate de vraag naar AI-verwerking toeneemt, dus een efficiënt koelingsontwerp is van groot belang voor succesvolle en duurzame datacenteractiviteiten. Met behulp van CFD-simulatie kunt u de luchtstroom en warmteoverdracht voorspellen in traditionele datacenterhallen en vergelijkbare grote complexe systemen. U kunt ervoor zorgen dat servers, racks en kritieke componenten binnen de vereiste temperatuurlimieten blijven en de meest efficiënte koelingsstrategie ontwikkelen. Vloeistofkoeling wordt steeds vaker toegepast vanwege de voordelen van warmteoverdracht. Met behulp van een combinatie van Simcenter 3D CFD- en 1D-systeemsimulatietools kunt u directe koudeplaten, leidingsystemen, warmtewisselaars en CDU's naar het hele datacenter evalueren en zelfs uitdagingen op het gebied van thermische modellering van systemen voor opkomende dompelkoelingstechnologie en geselecteerde tweefasige koeloplossingen aanpakken.Lees de whitepaper op 11 belangrijke tips voor efficiënte koeling van datacenters nu.Bekijk een webinar over systeemmodellering: Verbetering van de energie-efficiëntie en duurzaamheid van datacenters

Vloeistofkoeling biedt voordelen voor effectieve en efficiënte koeling van elektronische toepassingen waar hoge eisen worden gesteld aan de warmteafvoer voor bedrijfs- en betrouwbaarheidsdoeleinden. Gebruik nauwkeurige 3D CFD-elektronica-koelsimulatie en 1D-vloeistofdynamica om uw vloeistofgekoelde ontwerp te optimaliseren, van het minimaliseren van aangepaste drukval op koude platen in stroomelektronicatoepassingen tot ondersteuning van thermisch ontwerp op het gebied van toenemende acceptatie van onderdompelingskoeling van servers.Bekijk de video (rechts) over de voordelen van vloeistofkoeling van edge-servers van Iceotope Technologies.Presentatie op aanvraag bekijken - Thermisch beheer van AI-hardware: diepgaande inzichten in vloeistofkoeling van machines van Electronic Cooling Solutions Inc

Verbeterde thermische analysenauwkeurigheid helpt om te voldoen aan de steeds hogere ontwerpvereisten bij de ontwikkeling van moderne elektronica. Het kalibreren van een thermisch model met tijdelijke thermische meetgegevens kan u helpen om de hoogste nauwkeurigheid te bereiken bij thermische simulatie. Automatische thermische modelkalibratie voorkomt de noodzaak van onbetaalbaar tijdrovende handmatige kalibratiestappen voor het stapsgewijs aanbrengen van wijzigingen in thermische modelkenmerken. Het gebruik van een gekalibreerd thermisch model betekent dat risico's van onderontwerp kunnen worden aangepakt om de betrouwbaarheid te waarborgen door nauwkeurige modellering van missieprofielscenario's om de prestaties te verifiëren. Tegelijkertijd kunnen ingenieurs, met meer vertrouwen in nauwkeurigheid, potentiële gebieden van overontwerp aanpakken om de productkosten te verlagen.Voor een overzicht van testmethoden voor thermische transiënten en kalibratie van simulatiemodellenbekijk de presentatie op aanvraag: Thermische karakterisering van halfgeleiderpakketten — thermische meetwaarden, van betrouwbaarheid tot kwaliteit

Randconditie-onafhankelijke gereduceerde ordermodeltechnologie (BCI-ROM) biedt voordelen voor snelle transiënte thermische analyse van elektronische ordes van grootte, sneller dan volledige 3D CFD, terwijl de nauwkeurigheid behouden blijft. Op basis van een 3D-geleidingsanalyse wordt automatisch een BCI-ROM gegenereerd die de voorspellende nauwkeurigheid behoudt, maar in aangetoonde gevallen meer dan 40.000 keer sneller kan worden opgelost. Het „" randvoorwaardenonafhankelijke "” aspect van modellen met beperkte orde is uiterst waardevol, omdat ze in elke thermische omgeving kunnen worden gebruikt.” BCI-ROM's kunnen in verschillende formaten worden gegenereerd om zelfstandige snelle oplossingen in matrixformaat te ondersteunen, kunnen worden opgenomen in circuitsimulatie voor elektrothermische analysetools (VHDL-AMS-formaat) of worden gebruikt bij het modelleren van 1D-systeemsimulatietools (FMU-formaat).Bekijk de blog: De toekomst van thermisch ontwerp — eerdere elektrothermische analyseBekijk de on-demand: Versnel het ontwerp van elektronische systemen met warmtebewuste elektrische simulatie (Met inzichten van een gastspreker van ROHM Semiconductor)

Het thermische ontwerp voor de betrouwbaarheid van elektronische producten is gebaat bij een nauwkeurige voorspelling van temperaturen, gradiënten en cyclische transiënte variaties, die vervolgens kunnen worden gebruikt in thermomechanische spanningsanalyses. Thermomechanische analyse wordt gebruikt om storingswijzen, mogelijke degradatierisico's, duurzaamheid en inzichten over de levensduur te onderzoeken.Workflows voor thermomechanische stressevaluatie van CFD naar eindige elementen (FEA) kunnen verschillende vormen aannemen. CFD-analyse kan worden uitgevoerd door een toegewijde thermische analist in elektronische koelsoftware en 3D-resultaten van tijdelijke temperaturen kunnen worden geëxporteerd naar een mechanisch FEA-gereedschap. Als alternatief kunnen ingenieurs die in de CAD-omgeving werken, profiteren van een gecombineerde thermische CFD in CAD en thermomechanische spanningsanalyse om de totale analysetijd te verkorten.Ontdek drie workflows voor koelsimulatie van CFD-elektronica en thermomechanische spanningsanalyse van FEA-elektronica in deze webinar op aanvraag.