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Ansys Sherlock
電子コンポーネントの寿命予測

Ansys Sherlockは、設計の早期段階で、コンポーネント、基板、システムレベルでの電子機器の寿命を正確かつ高速に予測する、信頼性物理に基づいた唯一のエレクトロニクス設計ツールです。

製品寿命予測を実現するAnsys Sherlock

Ansys Sherlockでは、設計の早い段階にコンポーネント、基板、およびシステムレベルでの電子機器の寿命を迅速かつ正確に予測できます。Sherlockは、熱、機械、製造といったストレス要因(すべてプロトタイプ作成前)による故障リスクを予測できるように、シリコン-金属層、半導体パッケージ、プリント基板(PCB)、およびアセンブリを正確にモデル化する権限を設計者に与えることで、「テスト-失敗-修正-繰り返し」のサイクルをバイパスします。

  • 検証された故障時間予測
    検証された故障時間予測
  • Ansys Mechanical、LS-DYNA、Icepakを使用した閉ループ信頼性ワークフロー
    Ansys Mechanical、LS-DYNA、Icepakを使用した閉ループ信頼性ワークフロー
  • ECADからFEAおよびCFDへの迅速な変換
    ECADからFEAおよびCFDへの迅速な変換
  • 完全な製品ライフタイム曲線
    完全な製品ライフタイム曲線

主な機能

Sherlockは、100万点以上の部品を含むライブラリを内蔵し、電子CADファイルを数値流体力学(CFD)および有限要素法解析(FEA)モデルに高速に変換することができます。各モデルには正確な形状と材料特性が含まれており、応力情報を検証された故障までの時間予測に変換します。シャーロックの部品データベースには、Ansys Granta Materials Selectorへのリンクも含まれています。

  • 落下試験シミュレーション
  • ロックされたIPモデル
  • デフォルトパッケージ形状
  • 熱解析準備
  • 100万を超える部品ライブラリ
  • Ansys Workbenchとの統合
  • PCBおよびPCBA材料
  • 衝撃・振動・熱サイクル解析
  • 1D/3Dはんだの故障予測
  • トレースモデリング

2024年7月

新機能

2024 R2のAnsys Sherlockおよびエレクトロニクス信頼性のアップデートでは、自動化されたプロセス、ワークフローの強化、リード線メッシングの新機能が追加されました。

2024 R2 Sherlock Automated BGA
BGAコンポーネントの自動作成機能

Sherlockでは、部品リストからBGAコンポーネントを取得し、より詳細にモデリングするプロセスが自動化され、Ansys Mechanicalへの効率的なエクスポートが可能になりました。これは、今までは手動で行っていた作業です。  

2024 R2 Sherlock Workbench workflow enhancement
Sherlock Workbenchワークフローの強化

状態の認識: Sherlockで特定のモデルを更新すると、影響を受ける下流システムの状態がAnsys Workbenchで認識され、更新が必要な状態であることが示されます。

さらに、Ansys Mechanicalで実行したPCB変換は、Workbench Sherlock(Post)システムで自動的に追跡され、利用できるようになりました。 

2024 R2 Sherlock Workbench workflow enhancement
高度なリード線メッシング

この新しいALM機能により、リード線の厚み方向にメッシュを生成できるようになりました。また、新しいパラメータにより、リード線の曲げのメッシュ生成がさらに改善されました。これは、リード線の剛性表現を改善するだけでなく、信頼性予測のための応力とひずみの結果を精細化するのにも役立ちます。 

Sanden、Ansys Sherlockを使用してモデル作成時間を85%短縮

 

Sherlock Workbench

「コンプレッサの世代が変わるたびに、プリント基板を設計し直す必要があります。つまり、ゼロからのスタートですが、これまでの経験を再利用しているのです。Sherlockのおかげで、試行錯誤の繰り返しを減らし、より早くロバストな設計に到達することができます」  - The Sanden Group

Sanden Groupは、日本に本社を置き、世界各地に拠点を持つ自動車用エアコンコンプレッサのTier1サプライヤーです。2020年、Sanden Manufacturing Europe社は、同社の電動コンプレッサのプリント基板(PCB)の解析に、自動設計解析ソフトウェアAnsys Sherlockをテストすることを決定しました。Ansys Sherlockを使用して、Sandenはモデル作成時間を7日から1日に短縮しました。 

アプリケーション

2021-01-mechanical-thermal-stress.jpg

エレクトロニクス信頼性

Ansysの統合エレクトロニクス信頼性ツールが、熱的、電気的、機械的信頼性に関する最大の課題の解決にどのように役立つかをご紹介します。

エレクトロニクスHFSS PCB

プリント基板、IC、ICパッケージ

Ansysの完全なPCB設計ソリューションにより、PCB、IC、パッケージをシミュレーションし、システム全体を正確に評価できます。

Sherlockアプリケーション

プロジェクトの初期段階から信頼性を考慮した設計を行う

電気、機械、信頼性エンジニアが連携して、設計のベストプラクティスを実現し、製品寿命の予測や故障リスクの低減を図ることができます。

Sherlockは、熱サイクル、電力温度サイクル、振動、衝撃、曲げ、熱ディレーティング、加速寿命、固有振動数、CAFを仮想的に実行し、ほぼリアルタイムで設計を調整し、1ラウンドで認証を取得することで、高価な製造とテストの繰り返しを削減します。IcepakMechanicalLS-DYNAによるシミュレーション結果のポスト処理において、Sherlockは試験の成功率を予測し、保証返品率を推定することができます。Icepak、Mechanical、LS-DYNAのユーザーは、シミュレーションを材料コストや製造コストに直接結びつけることで、より効率的になります。

 

主な特徴

市場にある他のツールとは異なり、Sherlockは設計チームが作成したファイルを使用して、電子アセンブリの3Dモデルを構築し、トレースモデリング、ポスト処理、および信頼性予測に使用します。この早期発見により、懸念事項を即座に特定し、設計の調整と再試験を迅速に行うことができます。

  • バーチャルプロダクトの構築とテスト
  • リアルタイムに近い速度で設計を修正
  • 構造シミュレーションの迅速な実行
  • 設計選択の評価と最適化

Ansys Mechanical、Icepak、およびLS-DYNA向けプリ/ポストプロセッサ

Sherlockの100万点を超える部品材料ライブラリにより、正確で複雑なFEAおよびCFDモデルを作成することができます。

Sherlockのポスト処理ツールには、レポートと推奨事項、ライフタイムカーブグラフ、赤・黄・緑のリスク指標、表形式表示、グラフィックオーバーレイ、信頼性目標に基づく結果の固定、レポートの自動生成、サプライヤーや顧客がレビューできるロックされたIPモデル、などが含まれます。

Sherlockの強力な解析エンジン(Gerber、ODB++、IPC-2581ファイルなどをインポート可能)と埋め込みライブラリ(60万以上の部品を含む)により、正確な材料特性を持つボックスレベルのFEAモデルを自動的に構築し、プリプロセス時間を数日から数分に短縮することが可能です。

  • 出力ファイル(Gerber、ODB++、IPC-2581)からスタックアップを取得します。
  • 重量、密度、面内・面外弾性率、熱膨張係数、熱伝導率を自動的に計算します。
  • 1D/2Dレインフォースメントまたは3Dソリッドを使用して、回路基板全体または領域内のすべてのPCBフィーチャー(トレースやビアなど)を明示的にモデル化することが可能 
  • 内蔵するパーツ/パッケージ/マテリアルライブラリを使用して、40種類以上のパーツとパッケージのパラメータを取得
  • 電流密度(SIwave)、熱(Icepak)、構造(Mechanical)解析用に、材料特性を持つ形状をエクスポートすることが可能です。

故障物理(PoF)、つまり信頼性物理は、物理的、化学的、機械的、熱的、または電気的メカニズムが時間の経過とともに劣化し、最終的に故障を引き起こす可能性があることを示す劣化アルゴリズムを使用します。Sherlockはこのアルゴリズムを使用して、熱サイクル、機械的衝撃、固有振動数、調和振動、ランダム振動、曲げ、集積回路/半導体の摩耗、熱ディレーティング、導電性陽極フィラメント(CAF)認定などを評価します。

集積回路の経年劣化と摩耗は、エレクトロマイグレーション、時間依存絶縁破壊、ホットキャリア注入、負バイアス温度不安定性の加速変換によって捕捉されます。アルミニウム液電解コンデンサおよびセラミックコンデンサ(MLCC)のサプライヤー固有の故障までの時間予測が提供されます。最後に、Sherlockは熱ディレーティングプロセスを自動化し、指定された動作温度または保管温度の範囲外で使用されているデバイスにフラグを付けます。

Sherlockの熱-機械機能は、複雑な混合モードの負荷条件を捕捉することで、システムレベルの機械的要素(シャーシ、モジュール、ハウジング、コネクタなど)がはんだ疲労解析に与える影響を組み込んでいます。Sherlockでは、BGA、CSP、SIP、および2.5D/3Dパッケージングのシミュレーション対応モデルをプッシュすることで、Ansys MechanicalでのDarveauxモデルまたはSyedモデルの使用もサポートしています

これにはヒートシンクエディタが含まれます。ここでは、入力フィールドとドロップダウンメニューを使用してピンベースおよびフィンベースのヒートシンクを作成し、コンポーネントまたはPCBに添付できます。また、FEAモデルが現実世界を最もよく表現するように、さまざまなコンフォーマルコーティング、ポッティングコンパウンド、アンダーフィル、ステーキング接着剤を追加することもできます。

Sherlockリソース&イベント

注目のウェビナー

On Demand Webinar
PCBシミュレーション
Ansysのソフトウェアを使用したPCBおよび電子システムの信頼性予測

プリント回路基板(PCB)は、ほぼすべての電子機器の基幹部品であり、エレクトロニクス産業にとってPCBの信頼性は非常に重要です。本ウェビナーでは、エンジニアがAnsys Sherlockを使用して、はんだ疲労、温度サイクル、ランダム振動、調和振動など、PCBの信頼性を予測する方法について説明します。 

On Demand Webinar
Sherlockによる伝熱解析
Ansys Sherlockの紹介

この短いビデオでは、プリント回路基板(PCB)の信頼性予測ツールであるAnsys Sherlockの基本を学びます。Ansys Sherlockは、設計の初期段階で使用し、試作前に起こりうる故障リスクを解析するためのソフトウェアです。この短いビデオでは、Sherlockの機能、使用例、ライブデモを紹介しています。

On Demand Webinar
PCBのモデリングとシミュレーション
Ansys SherlockのプリプロセッシングエンジンがAnsys MechanicalとIcepakのための高忠実度モデルを作成する方法

本ウェビナーでは、このような課題に対処するためにAnsys Sherlockで利用できるさまざまなプリプロセス/モデリング手法と、これらのアプローチの相対的なメリットについて説明し、お客様が研究に適した忠実度のレベルを選択できるよう支援します。


ビデオ




アクセシビリティに優れたAnsysソフトウェア

Ansysは、障がいを持つユーザーを含め、あらゆるユーザーが当社製品にアクセスできることがきわめて重要であると考えています。この信念のもと、US Access Board(第508条)、Web Content Accessibility Guidelines(WCAG)、およびVoluntary Product Accessibility Template(VPAT®)の最新フォーマットに基づくアクセシビリティ要件に準拠するよう努めています。

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