Schwerpunkte

Systemdesign / EDA-Tools

PCB-Designs frühzeitig falsifizieren!

21. November 2018, 13:16 Uhr   |  Günther Schindler, Geschäftsführer bei der Schindler & Schill


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

Analyse und Simulation

In die Entwicklung von PCB-Investigator durch das Regensburger Unternehmen Schindler & Schill fließen 30 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Fertigung elektronischer Baugruppen ein. Das Team integriert Funktionen, um viele eindringliche Probleme im PCB-Layout anzugehen. Beispiele dafür sind thermische Probleme und Kriechströme. Beides sind Problemfelder, in denen häufig erst sehr spät im Entwicklungsprozess – anhand von zerstörenden Tests an Prototypen – Änderungsbedarf sichtbar wird. Hotspots oder ein durchschlag-gefährdeter Bereich sind Fehler, die viele Projekte verzögern.

Thermische Simulation war bisher meist die Aufgabe spezialisierter Physiker und Teil der mechanischen Evaluierung eines PCB-Designs. Im Modul Physics integriert PCB-Investigator nun ein Simulations-Tool mit dem thermische Probleme bereits in der Entwicklungs- und Layoutphase erkannt und dezimiert werden können. Es basiert auf der Engine der anerkannten Spezialsoftware Adam Research TRM und liefert Ergebnisse mit allerhöchstens ±10% Abweichung von Infrarot-Thermographien fertiger Boards. Anders als die Thermographie zeigt die Simulation aber auch Hotspots in Innenlagen zuverlässig an.

Der große Vorteil für die Zuverlässigkeit im Entwicklungsprozess: Die Software kann in jedem Entwicklungsstadium das thermische Verhalten des zukünftigen Boards simulieren und daher standardmäßig zur entwicklungsbegleitenden Qualitätssicherung genutzt werden. Daraus ergeben sich weitere Potenziale. Beispielsweise können Entwickler, über wiederholte Simulationen, eine Wärmeableitung iterativ verbessern und somit Kupfer einsparen.

Die Simulationszeit verkürzen

Mindestabstände zwischen leitenden Komponenten gemäß DIN EN 60664 VDE 0110, IPC2221A oder UL60950-1 einzuhalten, ist ein wichtiger, aber fehleranfälliger Designaspekt. Miniaturisierung und die Kombination von Netzklassen auf Boards gestalten die Bestimmung von Luft- und Kriechstrecken zu einer hochkomplexen Aufgabe, die Tage in Anspruch nehmen kann.

In Gerber-Daten (links)  ist nicht klar, welche Lötpads zusammengehören. Wer die Produktion von Schablonen vorbereitet, braucht aber diese Information. In ODB++ oder IPC2581 (rechts) ist diese Information enthalten und der Prozess der Aufbereitung ka
© Schindler & Schill

Bild 3: In Gerber-Daten (links) ist nicht klar, welche Lötpads zusammengehören. Wer die Produktion von Schablonen vorbereitet, braucht aber diese Information. In ODB++ oder IPC2581 (rechts) ist diese Information enthalten und der Prozess der Aufbereitung kann komplett automatisiert werden.

In PCB-Investigator liegen bereits alle Daten vor, automatisch werden Netzgruppen nach ihren Spannungsniveaus identifiziert und die Abstände vermessen. Dabei werden auch unbeschichtete Bohrlöcher (z.B. Halterbohrungen) und Einbuchtungen berücksichtigt – Pfade, die sehr aufwendig im Einzelfall zu berechnen wären. Die Ergebnisse werden zum besseren Verständnis in 3D-Grafiken dargestellt und gewichtet nach einer realistischen Betrachtung der Gefahren ausgegeben. Die Kriechstromanalyse wandelt sich von einer zeitintensiven Sonderaufgabe in eine entwicklungsbegleitende Standardfunktion.

Seite 3 von 4

1. PCB-Designs frühzeitig falsifizieren!
2. ODB++ als übergreifende Datenklammer
3. Analyse und Simulation
4. Fazit

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

Die Highlights der Woche – in 99 Sekunden
Verteilte Systeme akkurat entwickeln
Bis Hunderte von TMACs sind möglich
Mit Simulation schnell zum funktionierenden PCB-Layout
Künstliche Intelligenz: »Auf vielen Ebenen ist Europa führend«
Elektromotoren optimiert entwerfen und simulieren

Verwandte Artikel

WEKA FACHMEDIEN GmbH, Cadence Design Systems GmbH, Mentor Graphics (Deutschland) GmbH Mechanical Analysis Div., CADFEM GmbH, Ansys Germany GmbH Darmstadt, ANSYS Germany GmbH, ANSYS Germany GmbH