Elektronikkkjøling simulering

For halvleder-OEM-er er det avgjørende å forstå pakkestrukturens innflytelse på termisk oppførsel og pålitelighet, spesielt med økende effekttetthet og kompleksitet i moderne pakkeutvikling. Utfordringer som de i kompleks system-on-a-chip (SoC) og 3D-IC (integrert krets) utvikling betyr at termisk design må være integrert i pakkeutviklingen. En evne til å støtte den videre forsyningskjeden med termiske modeller og modelleringsråd som går utover databladverdier er av differensiert verdi i markedet.

For elektronikkprodusenter som integrerer pakkede IC-er i produkter, er det viktig å kunne forutsi med nøyaktighet koblingstemperaturen til en komponent på et kretskort (PCB) i et miljø på systemnivå for å utvikle passende termiske styringsdesign som er kostnadseffektive. Programvareverktøy for simulering av elektronikk gir den innsikten. Det er ønskelig for termiske ingeniører å ha tilgjengelige alternativer for modellering av troskap av IC-pakker for å passe til forskjellige designstadier og tilgjengelighet av informasjon. For høyest nøyaktighetsmodellering av kritiske komponenter i transientscenarier er en detaljert termisk modell mulig å kalibrere transientmåledata til koblingstemperatur automatisk med Simcenterløsninger.

Utforsk termisk simulering av IC-pakken

• Arbeidsflyt for termisk utvikling av halvlederpakke med høy tetthet - se webinar

Modellere den termiske ytelsen til komplekse flerlags PCB og monterte enheter for nøyaktig å forutsi komponentforbindelsestemperatur. Forståelse av kortets termiske påvirkning krever riktig nøyaktighetsnivå, tilpasset tilgjengelig informasjon på hvert utviklingsstadium.

Innenfor elektronisk termisk design er alternativer for PCB termisk modelleringsfidelitet fra enkle typer, termisk ledningsevne i hvert lag, til eksplisitt modellering av kobberspor egnet til forskjellige utviklingsstadier. Dette inkluderer fra å utforske komponentplassering til å verifisere den termiske ytelsen til et fullt rutet kort. Blant de siste tilnærmingene til PCB termisk analyse er å modellere et helt kort som nettverksmontering som er beregningseffektiv uten å ofre nøyaktigheten.

Elektronisk designarbeidsflyttilkobling og muligheten til å importere kortinformasjon fra ledende EDA-programvarefilformater og også oppdatere modeller med ny informasjon, er en viktig muliggjøring for effektive termiske analyseprosesser. Det er klare fordeler med verktøy som gjør det mulig for ingeniører å enkelt behandle ECAD-fildata som inneholder kortoppsett, rutingsdetaljer og komponentinformasjon for å øke hastigheten på oppretting av termiske modeller sammen med metoder for å implementere strøminformasjon i termisk analyse.

Se webinaret - flerlags PCB termisk og termomekanisk simulering

For å oppnå høyeste nøyaktighet i PCB termisk analyse, inkludert jouleoppvarming av kobbersporet på PCB, er det fordelaktig å samarbeide med elektroniske ingeniører som jobber med PCB-signal og effektintegritetssimulering. Samsimulering mellom 3D-elektronikkkjøleprogramvare og EDA kraftintegritetssimuleringsprogramvare representerer nøyaktig kortets kobbersporingsavledning som tar hensyn til endringer i elektrisk motstand med temperatur. Utforsk årsakene til PCB-elektrotermisk samsimulering i denne videoen.

Elektronikkkabinetter må huse PCB-enheter, komponenter, strømforsyninger, kontakter, sensorer og mye mer. Det må også gi tilstrekkelig kjølestrøm eller ledende varmeoverføring til omgivelsene for å sikre pålitelig produktytelse. Enten du designer et industrielt kabinett med tvungen konveksjon, et forseglet avionikkkabinett eller det nyeste forbrukerelektronikkproduktet med tynn formfaktor, gir disse 3D CFD termiske analyseverktøyene mulighet for rask utforskning av forskjellige kjøleløsninger. Verktøy som kan håndtere MCAD-geometri enkelt eller direkte for CFD-simulering er fordelaktige, slik at du fokuserer mindre på forbehandlingstrinn og mer på termiske modelleringsresultater på kabinettsystemnivå og optimalisering av designet.

Last ned den komplette guiden til kabinettets termiske styring for designtips.

Kjøling av datasenter for pålitelig drift er avgjørende for å unngå avbrudd på begrenset ytelse. Kjøling av datasenter over hele verden utgjør en betydelig andel av energien, og dette vil øke med utvidelse av etterspørselen etter AI-behandling, så effektiv kjøledesign er av stor betydning for vellykket og bærekraftig datasenterdrift. Ved hjelp av CFD-simulering kan du forutsi luftstrømmen og varmeoverføringen i tradisjonelle datasenterhaller og lignende store komplekse systemer. Du kan sikre at servere, rack og kritiske komponenter holder seg innenfor de nødvendige temperaturgrensene, og utvikle den mest effektive kjølestrategien. Væskekjøling blir i økende grad tatt i bruk på grunn av varmeoverføringsfordeler. Ved å bruke en kombinasjon av Simcenter 3D CFD- og 1D-systemsimuleringsverktøy kan du evaluere direkte-til-brikke kalde plater, rørsystemer, varmevekslere, CDUer til hele datasenteret og til og med løse utfordringer for systemtermisk modellering for ny nedsenkningskjøleteknologi og velge tofasede kjøleløsninger.

Les whitepaper på 11 viktige tips for effektiv kjøling av datasenter nå.

Se et webinar for systemmodellering: Forbedring av energieffektivitet og bærekraft i datasentre

Væskekjøling gir fordeler for effektiv kjøling av elektronikkapplikasjoner der det er høye krav til varmespredning for drift og pålitelighet. Fra å minimere tilpasset kaldplatetrykkfall i kraftelektronikkapplikasjoner til å hjelpe termisk design innen økende bruk av nedsenkningskjøling av servere, bruk nøyaktig 3D CFD-elektronikkkjølingssimulering og 1D væskedynamikk for å optimalisere væskekjølt design.

Se videoen (til høyre) om innsikt i fordelene med væskekjøling på kantserveren fra Iceotope Technologies.

Vis presentasjon på forespørsel - AI maskinvarmestyring: Dyplærende maskinvareinnsikt i væskekjøling fra Electronic Cooling Solutions Inc

Forbedret termisk analysenøyaktighet bidrar til å møte stadig mer krevende designkrav i moderne elektronikkutvikling. Kalibrering av en termisk modell med transiente termiske måledata kan hjelpe deg med å oppnå den høyeste nøyaktigheten i termisk simulering. Automatisk termisk modellkalibrering overvinner behovet for uoverkommelig tidkrevende manuelle kalibreringstrinn for å gjøre trinnvise endringer i termiske modellattributter. Bruk av en kalibrert termisk modell betyr at risikoen for underdesign kan løses for å sikre pålitelighet gjennom nøyaktig modellering av misjonsprofilscenarier for å verifisere ytelsen. Samtidig, med høyere tillit til nøyaktighet, kan ingeniører adressere potensielle områder med overdesign for å redusere produktkostnadene.

For en oversikt over termiske transienttestmetoder og kalibrering av simuleringsmodell

se presentasjonen på forespørsel: Termisk karakterisering av halvlederpakken - termiske beregninger, pålitelighet til kvalitet

BCI-ROM (BCI-ROM) -teknologi gir fordeler for rask transient termisk analyse av elektronikk størrelsesordener raskere enn full 3D CFD, samtidig som nøyaktigheten bevares. En BCI-ROM genereres automatisk fra en 3D-ledningsanalyse som opprettholder prediktiv nøyaktighet, men kan løse 40 000+ ganger raskere i demonstrerte tilfeller. Det «grensebetingelsesuavhengige» aspektet ved modeller med redusert orden er ekstremt verdifullt, da de kan brukes i ethvert termisk miljø. BCI-ROM-er kan genereres i forskjellige formater for å støtte frittstående hurtigløsning i matriseformat, innlemmes i kretssimulering for elektrotermiske analyseverktøy (VHDL-AMS-format) eller brukes i 1D systemsimuleringsverktøymodellering (FMU-format).

Se bloggen: Fremtiden for termisk design — tidligere elektrotermisk analyse

Se på forespørsel: Fremskynde design av elektroniske systemer med termisk bevisst elektrisk simulering (Med innsikt fra en ROHM Semiconductor gjestetaler)

Termisk design for pålitelighet av elektronikkprodukter drar nytte av nøyaktig prediksjon av temperaturer, gradienter og sykliske transientvariasjoner som senere kan brukes i termomekanisk spenningsanalyse. Termomekanisk analyse brukes til å undersøke feilmoduser, potensielle områder med nedbrytningsrisiko, holdbarhet og levetidsinnsikt.

Arbeidsflyter for termomekanisk stressevaluering av CFD til endelig elementanalyse (FEA) kan ha flere former. CFD-analyse kan utføres av en dedikert termisk analytiker i en elektronisk kjøleprogramvare, og 3D-transienttemperaturresultater kan eksporteres til et mekanisk FEA-verktøy. Alternativt kan ingeniører som arbeider i CAD-miljøet dra nytte av en kombinert CAD-innebygd termisk CFD og termomekanisk spenningsanalyse for å forkorte den totale analysetiden.

Utforsk tre arbeidsflyter for CFD-elektronikkkjølingssimulering og FEA-elektronikk termomekanisk spenningsanalyse i dette webinar på forespørsel.