Ansys Sherlock

一、概览

1. 用于产品寿命预测的Ansys Sherlock

Ansys Sherlock可在设计早期阶段，在组件、板级和系统层面为电子产品硬件提供快速准确的使用寿命预测。Sherlock可绕过“测试-失败-纠正-重复”周期，使设计人员能够对硅-金属层、半导体封装、印刷电路板（PCB）和装配体进行精准建模，以预测由于热、机械和制造压力源引起的故障风险——所有这些工作都在原型构建之前进行。

2. 规格快览

凭借包含超过1,000,000个部件的嵌入式库，Sherlock可将电子计算机辅助设计（ECAD）文件快速转换为计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）模型。每个模型都包含准确的几何结构和材料属性，并能够将应力信息转化为经过验证的故障时间预测。Sherlock部件数据库还包括Ansys Granta Materials Selector的链接。

二、功能

电气工程师、机械工程师和可靠性工程师可以协同工作，以实施设计最佳实践，预测产品寿命并降低故障风险。

Sherlock通过虚拟运行热循环、功率-温度循环、振动、冲击、弯曲、热降额、加速寿命、固有频率和CAF，减少成本高昂的构建测试迭代，以近乎实时地调整设计，并且一次即可获得认证。在对Icepak、Mechanical和LS-DYNA的仿真结果进行后处理时，Sherlock可以预估测试的成功率并估计质保退货率。Icepak、Mechanical和LS-DYNA用户通过直接将仿真与材料和制造成本联系起来，提高了效率。

1. 主要特性

有别于市场上其他工具的是，利用Sherlock，您可以使用的设计团队创建的文件来构建电子装配体的3D模型，用于跟踪建模、后处理和可靠性预测。这种早期洞察可立即识别关注区域，并使您能够快速调整和重新测试设计。

l  可靠性预测：Sherlock的后处理器可通过完整全面的寿命曲线来确定故障时间--减少所需的物理测试迭代次数，并提高原型一次性通过认证测试的机会。Sherlock的后处理工具包括报告和建议、寿命曲线图、红-黄-绿风险指标、表格显示、图形叠加、基于可靠性目标的固定结果、自动报告生成以及方便供应商和客户查看的锁定IP模型。

l  PCB建模：凭借广泛的部件和材料库(部件、封装、材料、料、层压材料等 )Sherlock可自动识别文件并导入部件清单。然后，它会在几分钟内为电路板构建3D有限元分析(FEA)模型。Sherlock强大的解析引擎（能够导入Gerber、ODB++和IPC-2581文件等）和嵌入式库（包含超过600,000个部件）可自动构建具有准确材料属性的箱体级FEA模型——将前处理时间从数天缩短到几分钟。

l  从ECAD转换为CAE：Sherlock是一款行业领先的工具，可将一系列ECAD文件转换为用于仿真的有限元模型，它包含以下功能:

- 从输出文件（Gerber、ODB++、IPC-2581）中提取堆叠。

- 自动计算重量、密度、面内/面外模量、热膨胀系数和热导率。

- 让用户能够使用1D/2D增结构或3D实体对整个电路板上或区域内的全部PCB特性（如走线和通孔）进行建模 。

- 使用嵌入式部件/封装/材料库捕获40多种不同的部件和封装参数。

- 可以导出具有材料属性的几何结构，以进行电流密度（SIwave）、热（Icepak）或结构（Mechanical）分析。

l  故障分析：通过利用故障物理和可靠性物理方法，sherlock可准确预测电子硬件和组件的故障行为，从而为用户提供切实可行的结果，以便于优化其产品设计。故障物理（PoF）或可靠性物理，使用失效算法来描述物理、化学、机械、热或电气机制如何随着时间发生性能失效并最终导致故障。Sherlock使用这些算法来评估热循环、机械冲击、固有频率、谐响应、随机振动、弯曲、集成电路/半导体磨损、热降额、导电性阳极细丝（CAF）认证等。

l  热可靠性：Sherlock可预测多种部件技术的热故障率和寿命终止与环境温度、功耗引起的温升和电气负载的函数关系。通过加速转换电迁移、时间相关的介电层击穿、热载流子注入和负偏压温度不稳定性来捕获集成电路的老化和磨损。提供针对铝液电解电容器和陶瓷电容器（MLCC）的供应商的特定故障时间预测。最后，Sherlock可自动化完成热降额过程，并提示器件的使用温度在额定工作温度或存储温度范围外。

l  焊接疲劳：Sherlock可在预测煌接疲劳行为方面为用户提供极大的灵活性。该软件经过全面验证的1D焊接模型，可针对所有电子部件(裸片键合、BGA、QFN、TSOP芯片电阻器、通孔等)预测热机械环境和机械环境下的焊点疲劳可靠性。Sherlock的Thermal-Mech功能通过捕获复杂的混合模式负载条件，在焊点疲劳分析中考虑系统级机械元件（底盘、模块、壳体、连接器等）的影响。此外，Sherlock还通过推动BGA、CSP、SiP和2.5D/3D封装的仿真就绪模型，支持在Ansys Mechanical中使用Darveaux或Syed模型。

l  机械部件：Sherlock提供直观的用户界面，即使是新手用户也可以轻松在仿真之前向PCBA模型添加其它特性。其中包括散热器编辑器，用户可以在其中使用填充字段和下拉菜单创建基于引脚和翅片的散热器，并将它们附加到组件或PCB上。此外，用户还可以添加各种适形涂层、灌封化合物、底部充胶和铆固粘合剂，以便FEA模型能够更好地反映现实世界。