최첨단 전자 시스템에 대한 수요로 인해 PCB (인쇄회로기판) 신뢰성 예측이 점점 중요해지고 있습니다. 비용과 출시 기간 단축을 위해 기업은 시뮬레이션을 사용하여 반복적 설계와 물리적 테스트를 반드시 줄여야만 합니다. 최적의 의사결정을 내리기 위한 설계 초기 단계의 시뮬레이션은 필수적이며, 이를 통해 제품의 신뢰성 목표를 만족시키거나 초과 달성할 수 있습니다. Ansys Sherlock의 최신 업데이트와 Ansys 2021 R2의 전자기기 신뢰성 솔루션은 제품 개발 목표를 달성하는 데 도움을 줄 것입니다.
낙하 시험 연구 및 기타 워크플로우를 위한 신속한 모델 생성
아마도 Ansys 2021 R2 버전 Sherlock에서 가장 중요한 업데이트는 Ansys Workbench LS-DYNA 낙하 시험 시뮬레이션 및 기타 기계적 시뮬레이션을 위한 반자동 모델 생성 워크플로우일 것입니다. 이러한 워크플로우의 일부로 Sherlock은 이제 낙하 시험 및 기타 해석에 유용한 특수한 모델링 패러다임을 사용하여 높은 신뢰도를 가진 전체 PCB 메시 모델을 Ansys Workbench로 내보낼 수 있도록 지원합니다.
새로운 워크플로우를 사용 시, 사용자는 새로운 Shell-and-Beam 접근 방식을 활용하여 BGA (볼 그리드 어레이) 패키지 솔더 볼 (땜납)을 나타내는 빔 요소를 만드는 동시에 CDB 포맷 (메시 형식)으로 내보내도록 선택할 수 있습니다. 내보내기 과정에서 Sherlock은 새로운 Workbench 프로젝트를 열고 CDB 파일을 외부 모델로 가져와 Ansys Mechanical 모델 시스템에 연결합니다. 이후 접촉 및 기타 기능의 자동 생성이 가능하게끔 Mechanical의 자동 실행으로 프로세스가 연계됩니다. Sherlock에서 PCB 모델을 만들기 위해 ODB+ 파일을 사용한 경우, 이 프로세스에는 Mechanical 인터페이스 상에서의 PCB의 자동 추적 매핑도 포함됩니다.
이 새로운 워크플로우를 통해 메시 및 접촉 생성, 추적 매핑 및 기타 모델링 프로세스를 수행하는 데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 또한, BGA 솔더 볼 모델링을 위한 새로운 Shell-and-Beam 접근 방식은 특히 낙하 시험 시뮬레이션을 수행 시의 연산 효율성을 높입니다.
LS-DYNA 사용자는 보다 빠른 시뮬레이션이 가능한 새로운 멀티 스케일 연계 시뮬레이션 프로세스를 분석하여 기존 모델링 전략을 통해 파악하기 어려운 세부 사항에 대한 추가적인 통찰력을 얻을 수 있습니다.
기본적으로, 이 접근 방법은 추가적인 모델링 세부사항의 효과를 포함하기 위한 양방향 하위 모델링 (Sub-modeling) 접근 방식을 가능하게 합니다. 예를 들어 하나 이상의 BGA 패키지가 PCB에 장착된 스마트폰의 낙하 시험 시뮬레이션을 실행한다고 가정해 보십시오. 전체 모델에서 솔더는 빔을 사용하여 표현 가능하므로 시뮬레이션을 보다 효율적으로 실행할 수 있습니다. 그러나, 동시에 솔더 볼의 상세한 표현은 별도의 모델에 포착될 수 있습니다. 이 두 모델은 연동 시뮬레이션 프로세스를 통해 낙하 시험 시뮬레이션 중에 병렬 처리의 장점을 살린 채로 데이터를 서로 주고받으며, 높은 정확도와 효율성을 제공합니다.
Workbench와 Sherlock 간 통합 확대
Ansys 2021 R1에서는 사용자가 Sherlock 프로젝트를 Mechanical 해석 시스템 (모달, 하모닉 등)에 연결하여 시뮬레이션을 실행하고 Sherlock 해석 결과 및 Sherlock 3D Viewer를 통해 Sherlock으로 돌아갈 필요 없이 신뢰성 결과를 평가할 수 있는 Workbench용 Sherlock 플러그인을 갖추고 있습니다. Ansys 2021 R2에서는 사용자가 기존 프로젝트를 가져올 필요 없이 Workbench에서 새 Sherlock 프로젝트를 열어서 시작할 수 있도록 이 기능을 확장했습니다.
또한 Sherlock에서 생성된 PCB 모델을 관련 인클로저/하우징과 함께 조립품 상태로 다양한 조건 하에서 시뮬레이션하고 Sherlock 해석 결과 및 3D Viewer를 통해 Sherlock으로 돌아갈 필요 없이 PCB 신뢰성 결과를 검토할 수 있습니다. 확장된 워크플로우는 Mechanical의 설계 평가에서 더 나아가기를 원하는 Sherlock 사용자뿐만 아니라 Sherlock에서 PCB 모델을 빠르고 효율적으로 구축한 다음 다른 기계 구조물과 함께 조립하여 평가하기를 원하는 Mechanical 사용자에게 이상적입니다.
이는 FMEDA/FMECA, FTA, RBD 등과 같은 시스템 안전성 및 신뢰성 기법을 사용하여 제품을 일관되게 분석할 수 있기 때문에 사용자에게 특히 유용합니다. 이러한 연결을 통해 사용자는 안전 및 신뢰성 표준을 충족하는 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있습니다.
또한 Ansys 2021 R2 버전에서 사용자에게 도움이 될 몇 가지 추가 개선 사항들에 대해 연구했고, 주요 내용은 다음과 같습니다.
- Sherlock 이론 가이드는 Sherlock이 솔더 피로, 불규칙 진동 및 기타 시뮬레이션을 수행하는 방법에 대한 추가적인 배경을 제공하고 파손 시간 등과 같은 신뢰성 분석 계산 방법을 설명합니다.
- 다중 주파수에서 응답의 기여도를 기반으로 조화 진동 신뢰성 예측이 개선되었습니다.
- 이제 열-구조 해석의 성능 향상을 위해 Mechanical APDL 솔버를 사용합니다.
Ansys Sherlock 2021 R2 업데이트에 대해 자세히 알아보기
Ansys의 전자기기 신뢰성 업데이트에 대해 더 알고 싶으시다면, Ansys Sherlock 제품 매니저인 Kelly Morgan이 제공하는 Ansys 2021 R2 What’s New in Electronics Reliability 웨비나에 참석하십시오.
웨비나에서 그는 Ansys 2021 R2의 전자기기 신뢰성/Sherlock 업데이트에 대해 자세히 논의하고 새로운 기능에 대한 데모를 제공할 것입니다.
Ansys Learning Hub (ALH) 라이센스를 보유한 Ansys Sherlock 고객은 새로 개편된 Electronics Reliability 페이지에 액세스할 수 있습니다. 이 페이지에는 튜토리얼, 전문가에게 질문할 수 있는 사용자 포럼, 고급 교육 등이 포함되어 있습니다.
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출처 : Ansys Create Powerful Electronics Reliability Simulations with New Ansys Product Integrations
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