2-2022

Titelstory
Erweiterte Software nimmt thermische
Herausforderungen ins Visier
6SigmaET ist eine CFD-Software für die Entwicklung von elektronischen Geräten. Nun liegt Release 16 vor.
Alpha-Numerics GmbH
info@alpha-numerics.de
www.alpha-numerics.de
Die neue 6SigmaET ermöglicht
es dem Entwickler, von der PCB-
Konzeptionierung über die CADbasierte
Gehäusekonstruktion bis
hin zum virtuellen Prototyp die
thermischen Herausforderungen
vorherzusagen und die resultierenden
Lösungskonzepte simulativ
zu überprüfen.
Ständig im Fluss
Solche Spezial-Software entwickelt
sich durch jährliche Releases
immer weiter. Meist sind Funktionswünsche
der Kunden oder
Funktions anforderungen neuer
Märkte die Innovationstreiber für
den Software-Hersteller.
Das Release 16 fokussiert auf den
Flaschenhals jeder CFD-Software
auf dem Markt: Geschwindigkeit
ohne Qualitätseinbußen am Simulationsergebnis!
6SigmaET hatte bisher schon
das Alleinstellungsmerkmal, einen
sehr großen Detailreichtum (bis zu
700 Mio. Lösungszellen möglich)
an CAD-Daten und PCB-Details
in seinen Simulationen auf normalen
Windows-Workstations handhaben
zu können.
Auch bisher war – neben der
Leichtigkeit, solche Modelle zu
erstellen – die Geschwindigkeit beim
Solver sehr beeindruckend. So ist es
nicht selten der Fall, dass der CFD-
Solver 80 Mio. Zellenprojekte über
Nacht bis zur Konvergenz berechnet
(das Temperaturverhalten auf
Basis von Wärmeleitung, Konvektion
und Wärmestrahlung im eingelaufenen
Zustand) und dem Ingenieur
am nächsten Arbeitstag die
Ergebnisse bereitstellt.
Doch die Aufgabenstellungen sind
in den letzten Jahren in ihrer Komplexität
stark gewachsen. So müssen
neue Elektronikgeräte nicht
nur mehr und mehr Funktionen
auf engeren Einbauraum beinhalten.
Nein, sie müssen auch höhere
Umgebungstemperaturen, hohe IP-
Schutzklassen und eventuelle integrierte
Energiekonzepte in unterschiedlichsten
Extrembedingungen
meistern.
So bietet eine Standardsimulation
mit klaren Verlustleistungsträgern
auf einer Leiterplatine und einem
simulierten Ergebnis im eingelaufenen
Zustand nicht genügend aussagekräftige
Details für die Beurteilung
eines erfolgreichen Kühlkonzepts.
Der neue Schritt nach vorn
Neue Faktoren und Details wurden
daher in den letzten Jahren vermehrt
in den Simulationsmodellen
verarbeitet. Hierzu zählen:
• detaillierte Abschattungssituationen
für die Wärmestrahlung
in den Geräten (Hotspot durch
Strahlungsübertragung mit Teilabschattung)
• neben thermischen Vias durch
das PCB nun spezielle Raster
von Micro-Vias oder Bured-Vias
zwischen definierten Innenlagen
• volldetaillierte Leistungskomponenten
mit Bonding und echten
CAD-Gehäusegeometrie und Pin-
Anbindung an das PCB
• bestromte Leitungsstrukturen, etwa
mehrlagige PCBs oder Kupfer-
16 2/2022