Symulacja chłodzenia układów elektronicznych

W przypadku producentów OEM półprzewodnikowych kluczowe znaczenie ma zrozumienie wpływu struktury opakowań na zachowanie termiczne i niezawodność, zwłaszcza przy rosnącej gęstości mocy i złożoności w nowoczesnym rozwoju opakowań. Wyzwania, takie jak te związane z rozwojem złożonego systemu na chipie (SoC) i 3D-IC (układów scalonych), oznaczają, że projektowanie termiczne musi być integralną częścią opracowywania pakietów. Zdolność do wspierania dalszego łańcucha dostaw za pomocą modeli termicznych i porad dotyczących modelowania, które wykraczają poza wartości arkusza danych, ma zróżnicowaną wartość na rynku.

Dla producentów elektroniki integrujących pakowane układy scalone z produktami ważne jest, aby móc dokładnie przewidzieć temperaturę połączenia komponentu na płytce drukowanej (PCB) w środowisku na poziomie systemu, aby opracować odpowiednie projekty zarządzania termicznym, które są opłacalne. Narzędzia oprogramowania do symulacji chłodzenia elektroniki zapewniają ten wgląd. Pożądane jest, aby inżynierowie termiczni mieli dostępne opcje modelowania wierności pakietów IC, aby pasowały do różnych etapów projektowania i dostępności informacji. Aby uzyskać najwyższą dokładność modelowania krytycznych komponentów w scenariuszach przejściowych, szczegółowy model termiczny jest możliwy do automatycznej kalibracji do danych pomiarowych przejściowych temperatury połączenia za pomocą rozwiązań Simcenter.

Poznaj symulację termiczną pakietu IC

• Przepływ pracy rozwoju termicznego pakietu półprzewodników o wysokiej gęstości - obejrzyj webinar

Modelowanie wydajności cieplnej złożonych wielowarstwowych płytek drukowanych i zamontowanych urządzeń, aby dokładnie przewidzieć temperaturę złącza komponentów. Zrozumienie wpływu termicznego płyty wymaga odpowiedniego poziomu dokładności, dostosowanego do dostępnych informacji na każdym etapie rozwoju.

W ramach projektowania termicznego elektroniki opcje wierności modelowania termicznego PCB, od prostych typów, przewodności cieplnej w każdej warstwie, po wyraźne modelowanie śladu miedzi są dostosowane do różnych etapów rozwoju. Obejmuje to od badania rozmieszczenia komponentów po weryfikację wydajności cieplnej płyty w pełni kierowanej. Jednym z najnowszych podejść do analizy termicznej PCB jest modelowanie całej płyty jako zespołu sieciowego, który jest wydajny obliczeniowo bez poświęcania dokładności.

Elektroniczna łączność przepływu pracy projektowania i możliwość importowania informacji o tablicach z wiodących formatów plików oprogramowania EDA, a także aktualizowania modeli o nowe informacje, są kluczowym czynnikiem umożliwiającym wydajne procesy analizy termicznej. Istnieją wyraźne zalety narzędzi, które umożliwiają inżynierom łatwe przetwarzanie danych plików ECAD zawierających układ płyty, szczegóły trasy i informacje o komponentach, aby przyspieszyć tworzenie modelu termicznego wraz z metodami wdrażania informacji o mocy w analizie termicznej.

Obejrzyj webinar - wielowarstwowa symulacja termiczna i termomechaniczna PCB

Aby osiągnąć najwyższą dokładność analizy termicznej PCB, w tym podgrzewania dżulowego śladu miedzi na płytce drukowanej, korzystna jest współpraca z inżynierami elektronicznymi pracującymi nad symulacją sygnału PCB i integralności mocy. Współsymulacja między oprogramowaniem do chłodzenia elektroniki 3D a oprogramowaniem do symulacji integralności mocy EDA dokładnie reprezentuje rozpraszanie mocy śladu miedzi płyty uwzględniające zmiany rezystancji elektrycznej wraz z temperaturą. Poznaj przyczyny kosymulacji elektrotermicznej PCB w tym filmie.

Obudowy elektroniczne muszą zawierać zespoły PCB, komponenty, zasilacze, złącza, czujniki i wiele więcej. Musi również zapewniać wystarczający przepływ powietrza chłodzącego lub przewodzący transfer ciepła do otoczenia, aby zapewnić niezawodne działanie produktu. Niezależnie od tego, czy projektujesz obudowę przemysłową chłodzoną wymuszoną konwekcją, uszczelnioną obudowę awioniczną, czy najnowszy produkt elektroniki użytkowej o cienkim kształcie, te narzędzia do analizy termicznej 3D CFD umożliwiają szybką eksplorację różnych rozwiązań chłodzących. Narzędzia, które mogą łatwo lub bezpośrednio obsługiwać geometrię MCAD do symulacji CFD, są korzystne, dzięki czemu mniej koncentrujesz się na etapach wstępnego przetwarzania, a bardziej na wynikach modelowania termicznego na poziomie systemu obudowy i optymalizacji projektu.

Pobierz kompletny przewodnik do zarządzania termicznym obudowy w celu uzyskania wskazówek projektowych.

Chłodzenie centrum danych w celu zapewnienia niezawodnej pracy ma kluczowe znaczenie dla uniknięcia przerw związanych z ograniczoną wydajnością. Chłodzenie centrów danych na całym świecie stanowi znaczną część energii, co ma wzrosnąć wraz z rozwojem zapotrzebowania na przetwarzanie sztucznej inteligencji, dlatego wydajne projektowanie chłodzenia ma duże znaczenie dla udanych i zrównoważonych operacji centrów danych. Korzystając z symulacji CFD, można przewidzieć przepływ powietrza i transfer ciepła w tradycyjnych halach centrów danych i podobnych dużych złożonych systemach. Możesz zapewnić, że serwery, stojaki i krytyczne komponenty pozostają w wymaganych granicach temperatury i opracować najbardziej wydajną strategię chłodzenia. Chłodzenie cieczą jest coraz częściej stosowane ze względu na zalety wymiany ciepła. Korzystając z kombinacji narzędzi Simcenter 3D CFD i symulacji systemu 1D, możesz oceniać bezpośrednie układy chłodnicze, systemy rurociągów, wymienniki ciepła, CDU do całego centrum danych, a nawet sprostać wyzwaniom modelowania termicznego systemu dla pojawiającej się technologii chłodzenia zanurzeniowego i wybierać 2-fazowe rozwiązania chłodzenia.

Przeczytaj białą księgę 11 kluczowych wskazówek dotyczących wydajnego chłodzenia centrów danych teraz.

Zobacz seminarium internetowe dotyczące modelowania systemu: Poprawa efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju centrów danych

Chłodzenie cieczą oferuje zalety dla skutecznego i wydajnego chłodzenia zastosowań elektronicznych, w których istnieją wysokie wymagania dotyczące rozpraszania ciepła dla celów działania i niezawodności. Od minimalizowania niestandardowego spadku ciśnienia płyty zimnej w aplikacjach elektroniki mocy po wspomaganie projektowania termicznego w obszarze coraz większego zastosowania chłodzenia zanurzeniowego serwerów, użyj dokładnej symulacji chłodzenia elektroniki 3D CFD i dynamiki płynów 1D, aby zoptymalizować projekt chłodzenia cieczą.

Obejrzyj wideo (po prawej) na temat zalet chłodzenia cieczą serwera brzegowego firmy Iceotope Technologies.

Wyświetl prezentację na żądanie - Zarządzanie termicznym sprzętem AI: Wgląd w chłodzenie cieczą maszyny do głębokiego uczenia się od Electronic Cooling Solutions Inc

Zwiększona dokładność analizy termicznej pomaga sprostać coraz bardziej wymagającym wymaganiom projektowym w rozwoju nowoczesnej elektroniki. Kalibracja modelu termicznego z przejściowymi danymi pomiarowymi może pomóc w osiągnięciu najwyższej dokładności w symulacji termicznej. Automatyczna kalibracja modelu termicznego przezwycięża potrzebę nadmiernie czasochłonnych ręcznych etapów kalibracji polegających na wprowadzaniu przyrostowych zmian w atrybutach modelu termicznego. Zastosowanie skalibrowanego modelu termicznego oznacza, że można zająć się ryzykiem niedostatecznego projektowania, aby zapewnić niezawodność poprzez dokładne modelowanie scenariuszy profilu misji w celu weryfikacji wydajności. Jednocześnie, z większym zaufaniem do dokładności, inżynierowie mogą zajmować się potencjalnymi obszarami nadmiernego projektowania, aby obniżyć koszty produktu.

Przegląd metod badań przejściowych termicznych i kalibracji modelu symulacyjnego

obejrzyj prezentację na żądanie: Charakterystyka termiczna pakietów półprzewodnikowych — metryka termiczna, niezawodność w stosunku do jakości

Technologia BCI-ROM (BCI-ROM) niezależnego od warunków granicznych oferuje korzyści dla szybkiej, przejściowej analizy termicznej elektroniki rzędu wielkości szybciej niż pełny CFD 3D przy jednoczesnym zachowaniu dokładności. BCI-ROM jest automatycznie generowany na podstawie analizy przewodzenia 3D, która zachowuje dokładność predykcyjną, ale może rozwiązać 40 000+ razy szybciej w zademonstrowanych przypadkach. Aspekt „niezależny od warunków granicznych” modeli o zmniejszonym zamówieniu jest niezwykle cenny, ponieważ mogą być stosowane w każdym środowisku termicznym. BCI-ROM mogą być generowane w różnych formatach w celu obsługi samodzielnego szybkiego rozwiązywania w formacie macierzy, włączone do symulacji obwodu dla narzędzi analizy elektrotermicznej (format VHDL-AMS) lub stosowane w modelowaniu narzędzi symulacyjnych 1D (format FMU).

Zobacz blog: Przyszłość projektowania termicznego — wcześniejsza analiza elektrotermiczna

Oglądaj na żądanie: Przyspiesz projektowanie systemów elektronicznych dzięki symulacji elektrycznej świadomej termicznej (Zawiera wgląd z gościnnego głośnika ROHM Semiconductor)

Konstrukcja termiczna zapewniająca niezawodność produktów elektronicznych korzysta z dokładnego przewidywania temperatur, gradientów i cyklicznych zmian przejściowych, które mogą być następnie wykorzystywane w termo-mechanicznej analizie naprężeń. Analiza termomechaniczna służy do badania trybów awarii, potencjalnych obszarów ryzyka degradacji, trwałości i trwałości i trwałości.

Procesy pracy termo-mechanicznej oceny naprężeń CFD do analizy elementów skończonych (FEA) mogą przybierać różne formy. Analiza CFD może być wykonywana przez dedykowanego analityka termicznego w elektronicznym oprogramowaniu chłodzącym, a wyniki temperatury przejściowej 3D mogą być eksportowane do mechanicznego narzędzia FEA. Alternatywnie, inżynierowie pracujący w środowisku CAD mogą skorzystać z połączonej analizy termicznej CFD wbudowanej w CAD i termo-mechanicznej analizy naprężeń w celu skrócenia ogólnego czasu analizy.

Poznaj trzy przepływy pracy dla symulacji chłodzenia elektroniki CFD i analizy naprężeń termomechanicznych elektroniki FEA seminarium internetowe na żądanie.