Simulação eletrônica de resfriamento

Para OEMs de semicondutores, é crucial entender a influência da estrutura do pacote no comportamento térmico e na confiabilidade, especialmente com o aumento da densidade e complexidade de potência no desenvolvimento de pacotes modernos. Desafios como os do desenvolvimento complexo de sistema em um chip (SoC) e 3D-IC (circuito integrado) significam que o design térmico deve ser parte integrante do desenvolvimento de pacotes. A capacidade de apoiar a cadeia de suprimentos progressiva com modelos térmicos e conselhos de modelagem que vão além dos valores das folhas de dados é de valor diferenciado no mercado.Para fabricantes de eletrônicos que integram ICs embalados em produtos, é importante poder prever com precisão a temperatura de junção de um componente em uma placa de circuito impresso (PCB) em um ambiente de nível de sistema para desenvolver projetos de gerenciamento térmico apropriados que sejam econômicos. As ferramentas de software de simulação de resfriamento eletrônico fornecem essa visão. É desejável que os engenheiros térmicos tenham opções disponíveis para modelar a fidelidade dos pacotes de IC de acordo com os diferentes estágios de projeto e disponibilidade de informações. Para a modelagem de maior precisão de componentes críticos em cenários transitórios, é possível calibrar automaticamente um modelo térmico detalhado para unir dados de medição transitória de temperatura de junção com as soluções Simcenter.

Explore a simulação térmica do pacote IC

• Fluxo de trabalho de desenvolvimento térmico de pacotes semicondutores de alta densidade — assista ao webinar

Modele o desempenho térmico de PCBs complexos de várias camadas e dispositivos montados para prever com precisão a temperatura da junção dos componentes. Compreender a influência térmica da placa requer o nível certo de precisão, adequado às informações disponíveis em cada estágio de desenvolvimento.

No design térmico eletrônico, as opções de fidelidade de modelagem térmica de PCB, desde tipos simples, condutividade térmica em cada camada até modelagem explícita de traços de cobre, são adequadas para diferentes estágios de desenvolvimento. Isso inclui desde a exploração do posicionamento dos componentes até a verificação do desempenho térmico de uma placa totalmente roteada. Uma das abordagens mais recentes para a análise térmica de PCB está modelar uma placa inteira como montagem de rede, que é computacionalmente eficiente sem sacrificar a precisão.

O design eletrônico, a conectividade do fluxo de trabalho e a capacidade de importar informações da placa dos principais formatos de arquivo do software EDA e também atualizar modelos com novas informações são os principais facilitadores para processos eficientes de análise térmica. Há vantagens claras nas ferramentas que permitem que os engenheiros processem facilmente dados de arquivos ECAD contendo layout da placa, detalhes de roteamento e informações de componentes para acelerar a criação de modelos térmicos junto com métodos para implementar informações de energia na análise térmica.

Assista ao webinar - simulação térmica e termomecânica de PCB multicamada

Para obter a maior precisão na análise térmica de PCB, incluindo aquecimento por joule do traço de cobre no PCB, é vantajoso colaborar com engenheiros eletrônicos que trabalham na simulação de sinal de PCB e integridade de energia. A co-simulação entre o software de resfriamento eletrônico 3D e o software de simulação de integridade de energia EDA representa com precisão a dissipação de energia de traço de cobre da placa, responsável pelas mudanças de resistência elétrica com a temperatura. Explore os motivos da co-simulação eletrotérmica de PCB neste vídeo.

Os gabinetes eletrônicos devem abrigar conjuntos de PCB, componentes, fontes de alimentação, conectores, sensores e muito mais. Ele também deve fornecer fluxo de ar de resfriamento suficiente ou transferência de calor condutiva para o ambiente ao redor para garantir o desempenho confiável do produto. Se você está projetando um gabinete industrial refrigerado por convecção forçada, um gabinete aviônico selado ou o mais recente produto eletrônico de consumo de formato fino, essas ferramentas de análise térmica CFD 3D permitem a exploração rápida de diferentes soluções de resfriamento. As ferramentas que podem lidar com a geometria MCAD de forma fácil ou direta para simulação de CFD são vantajosas para que você se concentre menos nas etapas de pré-processamento e mais nos resultados da modelagem térmica no nível do sistema do gabinete e na otimização do seu projeto.Baixe o guia completo para incluir o gerenciamento térmico para obter dicas de design.

O resfriamento do data center para uma operação confiável é crucial para evitar interrupções no desempenho restrito. O resfriamento do data center em todo o mundo é uma proporção significativa da energia e isso deve aumentar com a expansão da demanda de processamento de IA, portanto, o design eficiente de resfriamento é de grande importância para operações bem-sucedidas e sustentáveis do data center. Usando a simulação CFD, você pode prever o fluxo de ar e a transferência de calor em salas de data centers tradicionais e sistemas grandes e complexos semelhantes. Você pode garantir que servidores, racks e componentes essenciais permaneçam dentro dos limites de temperatura exigidos e desenvolver a estratégia de resfriamento mais eficiente. O resfriamento líquido está sendo cada vez mais adotado devido às vantagens da transferência de calor. Usando uma combinação de ferramentas de simulação de sistema CFD 3D e 1D do Simcenter, você pode avaliar placas frias diretas no chip, sistemas de tubulação, trocadores de calor e CDU em todo o data center e até mesmo enfrentar os desafios de modelagem térmica do sistema para a tecnologia emergente de resfriamento por imersão e selecionar soluções de resfriamento bifásico.Leia o whitepaper sobre 11 dicas importantes para um resfriamento eficiente do data center agora.Assista a um webinar sobre modelagem de sistemas: Aumentando a eficiência energética e a sustentabilidade dos data centers

O resfriamento líquido oferece vantagens para o resfriamento eficaz e eficiente de aplicações eletrônicas onde há altos requisitos de dissipação de calor para fins de operação e confiabilidade. Desde a minimização da queda de pressão personalizada da placa fria em aplicações de eletrônica de potência até o auxílio no projeto térmico na área de crescente adoção do resfriamento por imersão de servidores, use a simulação precisa de resfriamento eletrônico CFD 3D e a dinâmica de fluidos 1D para otimizar seu projeto de refrigeração líquida.Assista ao vídeo (à direita) sobre as vantagens da refrigeração líquida do servidor de borda da Iceotope Technologies.Exibir apresentação sob demanda - Gerenciamento térmico de hardware de IA: insights de aprendizado profundo sobre refrigeração líquida de máquinas da Electronic Cooling Solutions Inc

A precisão aprimorada da análise térmica ajuda a atender aos requisitos de projeto cada vez mais exigentes no desenvolvimento de eletrônicos modernos. Calibrar um modelo térmico com dados de medição térmica transitória pode ajudar você a obter a maior precisão na simulação térmica. A calibração automática do modelo térmico supera a necessidade de etapas de calibração manual proibitivamente demoradas para fazer alterações incrementais nos atributos do modelo térmico. Usar um modelo térmico calibrado significa que os riscos de subprojeto podem ser abordados para garantir a confiabilidade por meio de modelagem precisa de cenários de perfil de missão para verificar o desempenho. Ao mesmo tempo, com maior confiança na precisão, os engenheiros podem abordar possíveis áreas de design excessivo para reduzir os custos do produto.Para uma visão geral dos métodos de teste de transientes térmicos e da calibração do modelo de simulaçãoassista à apresentação sob demanda: Caracterização térmica de pacotes de semicondutores — métricas térmicas, confiabilidade e qualidade

A tecnologia BCI-ROM (modelo de ordem reduzida independente da condição de contorno) oferece vantagens para a análise térmica transitória rápida de ordens de magnitude eletrônicas mais rapidamente do que o CFD 3D completo, preservando a precisão. Um BCI-ROM é gerado automaticamente a partir de uma análise de condução 3D que mantém a precisão preditiva, mas pode resolver mais de 40.000 vezes mais rápido em casos demonstrados. O aspecto “independente da condição de contorno” dos modelos de pedidos reduzidos é extremamente valioso, pois eles podem ser usados em qualquer ambiente térmico. Os BCI-ROMs podem ser gerados em diferentes formatos para suportar a resolução rápida autônoma em formato de matriz, incorporados à simulação de circuitos para ferramentas de análise eletrotérmica (formato VHDL-AMS) ou usados na modelagem de ferramentas de simulação de sistema 1D (formato FMU).Veja o blog: O futuro do design térmico — análise eletrotérmica anteriorAssista ao vídeo sob demanda: Acelere o projeto de sistemas eletrônicos com simulação elétrica termicamente consciente (Apresentando uma visão de um palestrante convidado da ROHM Semiconductor)

O design térmico para confiabilidade de produtos eletrônicos se beneficia da previsão precisa de temperaturas, gradientes e variações cíclicas de transientes, que podem ser posteriormente usadas na análise termomecânica de tensões. A análise termomecânica é usada para investigar modos de falha, áreas potenciais de risco de degradação e insights sobre durabilidade e vida útil.Os fluxos de trabalho de avaliação de tensão termomecânica de CFD para análise de elementos finitos (FEA) podem assumir várias formas. A análise de CFD pode ser realizada por um analista térmico dedicado em um software de resfriamento eletrônico e os resultados de temperatura transiente 3D podem ser exportados para uma ferramenta mecânica FEA. Como alternativa, os engenheiros que trabalham no ambiente CAD podem se beneficiar de uma análise combinada de CFD térmico e tensão termomecânica incorporada em CAD para reduzir o tempo geral de análise.Explore três fluxos de trabalho para simulação de resfriamento eletrônico CFD e análise de estresse termomecânico eletrônico FEA neste webinar sob demanda.