Thermische betrouwbaarheid in jouw electronische applicatie

Elektriciteit betekent warmte. Als je dus een product ontwerpt waar elektriciteit doorheen stroomt, is het belangrijk dat jouw product veilig te gebruiken is. Thermische betrouwbaarheid is daarom een belangrijke peiler in het ontwerpproces. Maar hoe kun je dit simuleren en voorkomen dat warmte zorgt voor problemen?

Als je een nieuw product ontwerpt, wil je dat het ontwerp-, test- en productieproces zo min mogelijk tijd en geld kost. Het gebruik van simulaties helpt je hierbij. Door je product digitaal te testen op mogelijke thermische problemen en hotspots, beperk en/of minimaliseer je de kans op storingen en een kortere levensduur.

Warmte overdracht

Als elektriciteit door je applicatie gaat, ontstaat er warmte. Als dit niet op de juiste manier wordt opgevangen in het ontwerp, kunnen er verschillende problemen ontstaan. Elektromigratie en storingen in de werking zijn bekende problemen, maar door hitte kunnen materiaaleigenschappen bijvoorbeeld ook veranderen, wat weer kan leiden tot cascading effects van je ontwerp.

Om een high tech product op de markt te brengen is het ontzettend belangrijk om te begrijpen wat de thermische impact van de verschillende componenten is en dus voor een optimale koeling van je ontwerp te zorgen.

Thermische simulaties

Thermische simulaties stellen je in staat om jouw koelstrategiën te evalueren en optimaliseren en om snel ‘wat als’ scenarios te testen. Zo kan je bijvoorbeeld testen of een forced convection benadering met ventilators beter werkt dan een natuurlijke convectie met behulp van shielding. En wat is het resultaat van de plaatsing van heatsinks op verschillende plekken in het ontwerp?

De Ansys oplossingen geven je de mogelijkheid thermische prestaties te analyseren van chip/die level tot aan het volledige systeem. Je kunt tevens downstream effecten visualiseren zoals thermal-mechanical effecten en PCB en package spanningen.

Ansys Icepak

Ansys Icepak is de oplossing die je gebruikt om de thermische betrouwbaarheid van je product te controleren. Het is een geïntegreerde oplossing om koeloplossingen voor IC packages, PCB’s en zelf volledige elektronische circuits door te rekenen. Het omvat onder andere de optie om de fluid flow te simuleren, warmteoverdracht te visualiseren en steady state en transient analyses te maken. Ansys Icepak is gebruiksvriendelijk en biedt een two-way integratie met andere Multiphysics software voor een gedetailleerde analyse van jouw ontwerp.

Thermische betrouwbaarheid

De verschillende componenten van je product vragen om verschillende oplossingen als het gaat om de thermische betrouwbaarheid. Packages moeten bijvoorbeeld nauwkeurig worden geëvalueerd zodat de thermische prestaties passen bij de unieke eisen die jij als ontwerper eraan stelt. Daarom biedt Ansys Icepak high fidelity modeling mogelijkheden om gedetailleerde thermische modellen van jouw IC package te creëren. Met behulp van de link met Ansys Siwave en Ansys Mechanical kun je jouw design snel aanpassen en opnieuw simuleren.

PCB’s zijn het hart van de electronische producten. Morderne PCB’s worden echter steeds complexer en gedetailleerder. Ansys Icepak biedt hoogwaardige PCB modelling opties om thermische simulaties te maken van zowel single als rack mounted boards. Het biedt een nauwkeurige weergave van weerstand- en verwarmingssporen.

Tot slot moet je complete electronische systeem werken zoals bedoeld. Alle afzonderlijke componenten kunnen werken zoals verwacht, maar samen in een systeem kan de uitkomst anders zijn. Omdat elektronische systemen met de dag complexer worden, wordt het belang van betrouwbaarheid en volledige simulaties ook steeds groter. Ansys Icepak biedt je de mogelijkheid MCAD en ECAD files te importeren en componenten zoals packages, PCB’s subsystemen et cetera te integreren voor een volledige beeld van jouw product.