Mô phỏng làm mát điện tử

Đối với các OEM bán dẫn, điều quan trọng là phải hiểu ảnh hưởng của cấu trúc gói đến hành vi nhiệt và độ tin cậy, đặc biệt là với mật độ công suất và độ phức tạp ngày càng tăng trong phát triển gói hiện đại. Những thách thức như trong phát triển hệ thống trên chip (SoC) và 3D-IC (mạch tích hợp) phức tạp có nghĩa là thiết kế nhiệt phải không thể thiếu trong việc phát triển gói. Khả năng hỗ trợ chuỗi cung ứng tiếp theo với các mô hình nhiệt và lời khuyên mô hình hóa vượt ra ngoài giá trị biểu dữ liệu có giá trị khác biệt trên thị trường.Đối với các nhà sản xuất điện tử tích hợp IC đóng gói vào sản phẩm, điều quan trọng là có thể dự đoán chính xác nhiệt độ tiếp giáp của một thành phần trên bảng mạch in (PCB) trong môi trường cấp hệ thống để phát triển các thiết kế quản lý nhiệt phù hợp tiết kiệm chi phí. Các công cụ phần mềm mô phỏng làm mát điện tử cung cấp cái nhìn sâu sắc đó. Các kỹ sư nhiệt mong muốn có sẵn các tùy chọn để mô hình hóa độ trung thực của các gói IC để phù hợp với các giai đoạn thiết kế khác nhau và tính sẵn có của thông tin. Để mô hình hóa độ chính xác cao nhất của các thành phần quan trọng trong các kịch bản thoáng qua, một mô hình nhiệt chi tiết có thể tự động hiệu chỉnh đến dữ liệu đo thoáng qua nhiệt độ điểm nối với các giải pháp Simcenter.

Khám phá mô phỏng nhiệt gói IC

• Quy trình phát triển nhiệt gói bán dẫn mật độ cao - xem hội thảo trên web

Mô hình hóa hiệu suất nhiệt của PCB nhiều lớp phức tạp và các thiết bị gắn để dự đoán chính xác nhiệt độ tiếp giáp thành phần. Hiểu ảnh hưởng nhiệt của bảng đòi hỏi mức độ chính xác phù hợp, phù hợp với thông tin có sẵn ở từng giai đoạn phát triển.

Trong thiết kế nhiệt điện tử, các tùy chọn cho độ trung thực mô hình nhiệt PCB từ các loại đơn giản, độ dẫn nhiệt trong mỗi lớp, đến mô hình rõ ràng của dấu vết đồng phù hợp với các giai đoạn phát triển khác nhau. Điều này bao gồm từ việc khám phá vị trí thành phần đến xác minh hiệu suất nhiệt của bảng được định tuyến hoàn toàn. Trong số các cách tiếp cận mới nhất để phân tích nhiệt PCB là mô hình hóa toàn bộ bo mạch dưới dạng cụm mạng có hiệu quả tính toán mà không làm mất độ chính xác.

Kết nối quy trình làm việc thiết kế điện tử và khả năng nhập thông tin bảng từ các định dạng tệp phần mềm EDA hàng đầu và cũng cập nhật các mô hình với thông tin mới, là yếu tố hỗ trợ chính cho các quy trình phân tích nhiệt hiệu quả. Có những lợi thế rõ ràng trong các công cụ cho phép các kỹ sư dễ dàng xử lý dữ liệu tệp ECAD chứa bố cục bảng, chi tiết định tuyến và thông tin thành phần để tăng tốc độ tạo mô hình nhiệt cùng với các phương pháp triển khai thông tin điện trong phân tích nhiệt.

Xem hội thảo trên web - Mô phỏng nhiệt và nhiệt cơ PCB nhiều lớp

Để đạt được độ chính xác cao nhất trong phân tích nhiệt PCB, bao gồm cả việc gia nhiệt joule của dấu vết đồng trên PCB, sẽ có lợi khi hợp tác với các kỹ sư điện tử làm việc trên tín hiệu PCB và mô phỏng tính toàn vẹn công suất. Đồng mô phỏng giữa phần mềm làm mát điện tử 3D và phần mềm mô phỏng tính toàn vẹn nguồn EDA thể hiện chính xác sự tiêu tán công suất theo dấu vết đồng của bảng tính đến sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Khám phá lý do đồng mô phỏng điện nhiệt PCB trong video này.

Vỏ điện tử phải chứa các cụm PCB, linh kiện, nguồn điện, đầu nối, cảm biến và nhiều hơn nữa. Nó cũng phải cung cấp đủ luồng không khí làm mát hoặc truyền nhiệt dẫn đến môi trường xung quanh để đảm bảo hiệu suất sản phẩm đáng tin cậy. Cho dù bạn đang thiết kế vỏ công nghiệp làm mát đối lưu cưỡng bức, vỏ bọc điện tử hàng không kín hay sản phẩm điện tử tiêu dùng dạng mỏng mới nhất, các công cụ phân tích nhiệt CFD 3D này cho phép khám phá nhanh chóng các giải pháp làm mát khác nhau. Các công cụ có thể xử lý hình học MCAD dễ dàng hoặc trực tiếp để mô phỏng CFD có lợi để bạn tập trung ít hơn vào các bước xử lý trước và nhiều hơn vào kết quả mô hình nhiệt cấp hệ thống bao vây và tối ưu hóa thiết kế của bạn.Tải xuống hướng dẫn đầy đủ để quản lý nhiệt bao vây cho các mẹo thiết kế.

Làm mát trung tâm dữ liệu cho hoạt động đáng tin cậy là rất quan trọng để tránh mất hiệu suất bị hạn chế. Làm mát trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới là một tỷ lệ đáng kể năng lượng và điều này sẽ tăng lên khi nhu cầu xử lý AI mở rộng, vì vậy thiết kế làm mát hiệu quả có tầm quan trọng cao cho các hoạt động trung tâm dữ liệu thành công và bền vững. Sử dụng mô phỏng CFD, bạn có thể dự đoán luồng không khí và truyền nhiệt trong các phòng trung tâm dữ liệu truyền thống và các hệ thống phức tạp lớn tương tự. Bạn có thể đảm bảo máy chủ, giá đỡ và các thành phần quan trọng nằm trong giới hạn nhiệt độ yêu cầu và phát triển chiến lược làm mát hiệu quả nhất. Làm mát bằng chất lỏng ngày càng được áp dụng do lợi thế truyền nhiệt. Sử dụng sự kết hợp giữa Simcenter 3D CFD và các công cụ mô phỏng hệ thống 1D, bạn có thể đánh giá các tấm lạnh trực tiếp đến chip, hệ thống đường ống, bộ trao đổi nhiệt, CDU đến toàn bộ trung tâm dữ liệu và thậm chí giải quyết các thách thức mô hình nhiệt hệ thống đối với công nghệ làm mát ngâm mới nổi và lựa chọn các giải pháp làm mát 2 pha.Đọc whitepaper trên 11 mẹo chính để làm mát trung tâm dữ liệu hiệu quả bây giờ.Xem hội thảo trên web về mô hình hệ thống: Tăng cường hiệu quả năng lượng và tính bền vững của các trung tâm dữ liệu

Làm mát bằng chất lỏng mang lại lợi thế cho việc làm mát hiệu quả và hiệu quả các ứng dụng điện tử nơi có yêu cầu tản nhiệt cao cho mục đích vận hành và độ tin cậy. Từ việc giảm thiểu sự sụt giảm áp suất tấm lạnh tùy chỉnh trong các ứng dụng điện tử công suất đến hỗ trợ thiết kế nhiệt trong lĩnh vực ngày càng áp dụng làm mát ngâm máy chủ, sử dụng mô phỏng làm mát điện tử CFD 3D chính xác và động lực học chất lỏng 1D để tối ưu hóa thiết kế làm mát bằng chất lỏng của bạn.Xem video (bên phải) về lợi thế làm mát chất lỏng của máy chủ biên từ Iceotope Technologies.Xem bản trình bày theo yêu cầu - Quản lý nhiệt phần cứng AI: Thông tin chi tiết về làm mát chất lỏng của máy học sâu từ Electronic Cooling Solutions Inc

Độ chính xác phân tích nhiệt nâng cao giúp đáp ứng các yêu cầu thiết kế ngày càng khắt khe trong phát triển điện tử hiện đại. Hiệu chỉnh mô hình nhiệt với dữ liệu đo nhiệt thoáng qua có thể giúp bạn đạt được độ chính xác cao nhất trong mô phỏng nhiệt. Hiệu chuẩn mô hình nhiệt tự động vượt qua nhu cầu về các bước hiệu chuẩn thủ công tốn thời gian quá nhiều để thực hiện các thay đổi gia tăng đối với các thuộc tính mô hình nhiệt. Sử dụng mô hình nhiệt đã hiệu chuẩn có nghĩa là có thể giải quyết các rủi ro của việc thiết kế kém để đảm bảo độ tin cậy thông qua mô hình chính xác các kịch bản cấu hình nhiệm vụ để xác minh hiệu suất. Đồng thời, với sự tự tin cao hơn về độ chính xác, các kỹ sư có thể giải quyết các lĩnh vực tiềm ẩn của thiết kế quá mức để giảm chi phí sản phẩm.Để có tổng quan về các phương pháp thử nghiệm thoáng qua nhiệt và hiệu chuẩn mô hình mô phỏngxem bài thuyết trình theo yêu cầu: Đặc tính nhiệt gói bán dẫn - số liệu nhiệt, độ tin cậy đối với chất lượng

Công nghệ mô hình thứ tự giảm độc lập với điều kiện ranh giới (BCI-ROM) mang lại lợi thế cho việc phân tích nhiệt thoáng qua nhanh chóng của các bậc độ lớn điện tử nhanh hơn CFD 3D đầy đủ trong khi vẫn giữ được độ chính xác. BCI-ROM được tạo tự động từ phân tích dẫn truyền 3D duy trì độ chính xác dự đoán nhưng có thể giải quyết nhanh hơn 40.000 lần trong các trường hợp đã được chứng minh. Khía cạnh “độc lập với điều kiện ranh giới” của các mô hình trật tự giảm là vô cùng có giá trị, vì chúng có thể được sử dụng trong bất kỳ môi trường nhiệt nào. BCI-ROM có thể được tạo ở các định dạng khác nhau để hỗ trợ giải nhanh độc lập ở định dạng ma trận, được tích hợp vào mô phỏng mạch cho các công cụ phân tích điện nhiệt (định dạng VHDL-AMS) hoặc được sử dụng trong mô hình công cụ mô phỏng hệ thống 1D (định dạng FMU).Xem blog: Tương lai của thiết kế nhiệt - phân tích điện nhiệt trước đóXem theo yêu cầu: Tăng tốc thiết kế hệ thống điện tử với mô phỏng điện nhận biết nhiệt (Có thông tin chi tiết từ một diễn giả khách mời ROHM Semiconductor)

Thiết kế nhiệt cho độ tin cậy của các sản phẩm điện tử được hưởng lợi từ dự đoán chính xác về nhiệt độ, độ dốc và các biến thể thoáng qua theo chu kỳ mà sau đó có thể được sử dụng trong phân tích ứng suất cơ nhiệt. Phân tích nhiệt cơ học được sử dụng để điều tra các phương thức hỏng hóc, các khu vực tiềm ẩn nguy cơ suy thoái, độ bền và hiểu biết sâu sắc về tuổi thọ.Quy trình công việc đánh giá ứng suất nhiệt cơ học từ CFD sang phân tích phần tử hữu hạn (FEA) có thể có nhiều hình thức. Phân tích CFD có thể được thực hiện bởi một nhà phân tích nhiệt chuyên dụng trong phần mềm làm mát điện tử và kết quả nhiệt độ thoáng qua 3D có thể được xuất sang công cụ FEA cơ học. Ngoài ra, các kỹ sư làm việc trong môi trường CAD có thể được hưởng lợi từ việc kết hợp CFD nhiệt nhúng CAD và phân tích ứng suất cơ nhiệt để rút ngắn thời gian phân tích tổng thể.Khám phá ba quy trình làm việc cho mô phỏng làm mát điện tử CFD và phân tích ứng suất cơ nhiệt điện tử FEA trong phần này hội thảo trên web theo yêu cầu.