Spolehlivost elektroniky: Jak ji zajistit ještě před prvním prototypem?

Image

V dnešním světě je vývoj elektroniky rychlejší než kdykoli dříve. Výzkumy posunují hranice možného a nemožného v řádu týdnů, ba i dnů. Horší stránka věci je však ta praktická. Termíny tlačí, konstrukční týmy mají stále méně prostoru na montáž, natož fyzické testování a zákazníci očekávají dokonalý a spolehlivý produkt.
A právě tady začíná příběh moderního průmyslu. Příběh, ve kterém hraje jednu z hlavních rolí virtuální prostředí.

Co zažívá každý vývojový tým?

Představte si situaci: váš tým pracuje na projektu, dokončuje návrh nového elektronického modulu. Jde o opravdu zasádní inovaci v oboru.
Management vidí velkou příležitost – zákazník chce inovaci rychle uvést na trh.

Jenže realita bývá jiná:

• Termíny jsou krátké
• Rozpočet na prototypy je omezený
• Testování zabere týdny
• Certifikace znamenají další zpoždění
• Případné přepracování návrhu stojí čas i peníze a dlouhé probdělé noci

Jak tedy ověřit spolehlivost elektronických produktů, když na tradiční testování zkrátka není čas? Řešením jsou numerické simulace a FEM analýzy, které umožňují širokou škálu testování ve virtuálním prostředí.

Elektronické produkty jsou vystavené extrémním podmínkám:

• Teplu
• Rychlým změnám proudu
• Vibracím
• Elektromagnetickému rušení
• Miniaturizaci komponent
• Agresivním požadavkům na výkon

Moderní výrobní firmy proto hledají způsob, jak získat jistotu spolehlivosti ještě předtím, než první prototyp vůbec vznikne.

Simulace jako nástroj, který dává rychle odpovědi

Simulace už dávno nejsou doplňkem vývoje – staly se jeho jádrem.

V digitálním prostředí dokážeme:

• Testovat různé scénáře dříve, než produkt vznikne
• Minimalizovat počet fyzických prototypů
• Předpovědět selhání, teploty i elektrického chování
• Vyladit design dříve, než zamíří do výroby
• Zkrátit validaci i certifikaci

A právě proto je dnes virtuální testování hraje nezastupitelnou roli pro firmy, které chtějí udržet krok s trhem.

Co všechno lze otestovat dříve, než vznikne prototyp

1) Tepelná spolehlivost (Thermal Integrity)

Teplo je tichý zabiják elektroniky. Simulace umožní odhalit přehřívající se komponenty, vyhodnotit proudění vzduchu, účinnost chlazení a predikovat dlouhodobé tepelné namáhání.

2) Napájení a stabilita (Power Integrity)

Moderní obvody mají stále vyšší nároky na přesné napětí a proudové rázy.

Simulace PI odhalí:

• Poklesy napětí
• Šum v napájecí síti
• Chyby v rozvržení plošného spoje

3) Kvalita signálu (Signal Integrity)

U rychlých digitálních linek (PCIe, DDR, USB, Ethernet…) je rozhodující každý detail layoutu. Virtuální analýza SI umožní předem zachytit odrazy signálu, přeslechy i porušení časování.

4) EMI/EMC – elektromagnetická kompatibilita

Certifikace bývá u elektroniky velmi přísná.

Simulací lze výrazně snížit riziko, že produkt:

• Bude rušit okolní zařízení
• Nebude splňovat normy
• Projde certifikačním procesem až napodruhé

5) Mechanická odolnost

Elektronika musí přežít vibrace, pády, teplotní šoky i pájení. Simulace mechanické spolehlivosti odhalí slabá místa konstrukce jako první.

A proč se do toho pouští firmy po celém světě?

• Protože simulace zrychlují vývoj, snižují náklady a přinášejí jistotu, že design bude fungovat správně už napoprvé.
• Výrobci elektroniky tak získávají to nejcennější – kontrolu nad rizikem.
• A v prostředí tvrdé konkurence právě toto vede k úspěchu.

Pokud vaše firma nechce spoléhat na „uvidíme u prototypu“, je ten správný čas posunout se k úvahám o integraci simulací do vašeho pracovního workflow. Ať už jde o návrh PCB, pouzdra, chlazení, konektorů, automotive modulů nebo výkonové elektroniky. V SVS FEM máme nástroje i know-how, které pomohou najít problémy dřív, než se stanou drahými.

Jsme channel partner Ansys pro Českou republiku a Slovensko a pomáháme firmám:

• Zavést simulace přímo do vývoje
• Vybrat vhodné nástroje pro simulaci elektroniky
• Zaškolit vývojové týmy
• Optimalizovat workflow
• Konzultovat konkrétní projekty

Je pro vás toto téma aktuální? Zveme vás na náš webinář Spolehlivost elektroniky očima virtuálních testů, kde se této problematice budeme věnovat hlouběji.