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Simulazione termica: introduzione a FloTHERM XT

di Paolo Subioli on 2 febbraio 2017

Tradizionalmente la progettazione termica di apparati elettronici viene lasciata alle fasi finali nei processi progettuali, quando la maggior parte del progetto, sia elettronico che meccanico, è vicina al completamento. Questo approccio porta molta rilavorazione nella fase finale del progetto e spesso ulteriori iterazioni dovute a problematiche individuate durante la prototipazione fisica. Ciò significa costi esorbitanti di progetto, prodotti che arrivano tardi sul mercato e mancanza di tempo per esplorare alternative di progetto migliori e per ottimizzare le strategie in una fase precoce, quando la simulazione avrebbe il massimo impatto sulle scelte compiute.

Per consentire di affrontare questo genere di problemi, Mentor Graphics ha individuato la necessità di dare forma a un processo progettuale continuo che supportasse tutte le fasi della progettazione termica in elettronica, dal concept alla verifica fino alla prototipazione e poi alla produzione. L’intento era inoltre quello di mettere in relazione i flussi della Electronics Design Automation (EDA) e del Mechanical Computer Aided Design (MCAD), ovvero il CAD meccanico, in riferimento al lavoro sia del progettista elettronico, sia dello specialista termico, però concentrandosi solo sul raffreddamento elettronico.

A tal fine, gli sviluppatori hanno sfruttato due dei più potenti DNA: FloTHERM, col suo pedigree da leder del mercato del raffreddamento elettronico per un quarto di secolo e FloEFD, come tecnologia abilitante dell’analisi termica e fluidodinamica (CFD) inserita all’interno del CAD. La sintesi di queste due tecnologie ha portato a FloTHERM XT, un nuovo prodotto specializzato nel raffreddamento elettronico, che supporto i processi progettuali dal concept fino alla produzione, estendendo la linea di prodotto esistente FloTHERM oltre il suo raggio d’azione.

Le fasi della progettazione e della produzione elettronica

Fig. 1 – Le fasi della progettazione e della produzione elettronica

Ciò che rende unico FloTHERM XT è la sua capacità di supportare i requisiti termici di progetto dal concept fino alla verifica finale del progetto, attraverso un’implementazione dettagliata. Nel frattempo mantiene la coerenza del modello dei dati e sostiene in maniera pulita l’evoluzione dei dati quando vengono introdotti cambiamenti di tipo meccanico o nel layout della scheda.

È stata perciò sviluppata un’unica soluzione tecnica che nette in relazione i flussi di CAD elettronico e meccanico, introducendo in particolare una capacità potente, guidata dall’esigenza produttiva e che si auto-aggiorna con l’evolversi del layout del PCB. FloTHERM XT è “CAD-centrico” (figura 2) nel progetto e nelle operazioni, ma ha un’interfaccia utente configurabile, in grado di soddisfare sia le esigenze del progettista elettronico, sia quelle degli specialisti termici che potrebbero non avere bisogno di accedere a tutte le funzionalità del CAD.

L'interfaccia CAD-Centrica di FloTHERM-XT

Fig. 2 – L’interfaccia CAD-Centrica di FloTHERM-XT

Il prodotto è incentrato esclusivamente sulle applicazioni di raffreddamento elettronico ed è stato realizzato sulla base dell’innovativa tecnologia di FloTHERM, inserendo la potenza e sofisticazione di FloEFD, quale tecnologia abilitante per il meshing e la risoluzione dei problemi di fluidodinamica.

Inoltre FloTHERM XT comprende un modulo chiamato FloEFD Bridge (figura 3), nel quale tutti i passaggi della progettazione elettronica sono semi-automatizzati per la preparazione del modello di PCB, compresa la definizione della tensione del componente, consentendo a un modello completo di PCB di essere trasferito direttamente e facilmente all’interno di FloTHERM XT.

L'interfaccia FloEDA Bridge di FloEFD

Fig. 3 – L’interfaccia FloEDA Bridge di FloEFD

FloTHERM è disponibile sia come tool autonomo, sia come estensione delle funzionalità di PADS, sotto il nome di PADS FloTHERM XT.

Paolo SubioliSimulazione termica: introduzione a FloTHERM XT

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