Ansys Sherlock – Phần mềm mô phỏng phân tích độ tin cậy PCB
Ansys Sherlock là phần mềm mô phỏng và phân tích độ tin cậy (reliability) của bo mạch in (PCB), giúp dự đoán tuổi thọ mỏi (fatigue life) và khả năng hư hỏng của linh kiện dựa trên đặc tính thiết kế, vật liệu và điều kiện vận hành thực tế trong suốt vòng đời sản phẩm.
Lĩnh vực áp dụng:
- Khi cần tạo báo cáo mô phỏng độ tin cậy theo tiêu chuẩn GMW3172.
- Khi cần nâng cao độ an toàn và độ bền của sản phẩm.
Quy trình thực hiện với Ansys Sherlock:
- Import các file ECAD.
- Cấu hình môi trường và định nghĩa các thành phần (component definition).
- Chọn loại phân tích độ tin cậy (reliability analysis type) và xuất kết quả mô phỏng.
.png)
Sơ đồ quy trình phân tích của Ansys Sherlock
Import các file ECAD
Dựa trên các phần mềm thiết kế PCB hiện có (ví dụ: Cadence Allegro PCB, Mentor PADS / Expedition / Boardstation / Zuken / Altium / Protel, v.v.), các file ODB++ theo tiêu chuẩn công nghiệp có thể được xuất ra và import trực tiếp vào Ansys Sherlock để sử dụng trong phân tích.
Cấu hình môi trường và định nghĩa thành phần
Lý do Ansys Sherlock có thể đánh giá chính xác tuổi thọ mỏi (fatigue life) của các linh kiện trên PCB là nhờ sở hữu cơ sở dữ liệu vật liệu với hơn 30.000 loại mới nhất, bao gồm: thư viện linh kiện nhúng (Embedded), linh kiện lắp ráp (Populated), thư viện có thể chỉnh sửa (Modifiable Libraries – Local & Global) cho Parts / Package / Laminates / Materials / Solder. Điều này không chỉ giúp người dùng nhanh chóng nắm được các thông số ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng mà còn cung cấp nội dung vật liệu rõ ràng và tiện lợi để chỉnh sửa. Nhờ đó, mô hình được xây dựng sát với sản phẩm thực tế hơn thông qua thông tin mà người dùng cung cấp.
Định nghĩa thành phần (Part List) và lựa chọn dạng đóng gói (Packaging Selection)
.png)
Thông tin và định nghĩa vật liệu PCB Stackup
Loại phân tích độ tin cậy và xuất kết quả mô phỏng
Loại phân tích độ tin cậy (Reliability Analysis Type)
Ansys Sherlock cung cấp các chức năng mô phỏng và phân tích độ tin cậy bao gồm:
- Phân tích mỏi mối hàn (Solder Fatigue) do chu kỳ nhiệt (thermal cycling).
- Phân tích mỏi lỗ xuyên (PTH Fatigue) – mỏi của các lỗ mạ xuyên (plated through-hole) do chu kỳ nhiệt.
- Phân tích dao động điều hòa (Harmonic Vibration Analysis).
- Phân tích dao động ngẫu nhiên (Random Vibration Analysis).
- Phân tích sốc cơ học (Mechanical Shock Analysis).
- Phân tích chế độ hỏng và tác động trong thiết kế (Design Failure Mode and Effects Analysis – DFMEA).
- Phân tích CAF (Conductive Anodic Filament) – đánh giá khả năng hình thành sợi dẫn điện trong vật liệu cách điện.
Trong số đó, các phân tích solder fatigue, random vibration và mechanical shock là những hạng mục thường được yêu cầu theo tiêu chuẩn GMW3172.
Kết quả mô phỏng – Đường cong dự đoán tuổi thọ và xác suất hỏng (Lifetime and Failure Probability Prediction Curve)
Ansys Sherlock có thể tính toán xác suất hỏng hóc (probability of failure) và tuổi thọ dự đoán (lifetime prediction) được tạo ra từ từng loại phân tích, bao gồm: random vibration, solder fatigue, PTH fatigue, mechanical shock, v.v. Phần mềm có khả năng tổng hợp các kết quả phân tích khác nhau để tính ra xác suất hỏng tổng thể (overall probability of failure) của toàn bộ hệ thống hoặc sản phẩm.
.png)
Đường cong dự đoán tuổi thọ mỏi của PCB
Kết quả mô phỏng – Danh sách kết quả theo từng linh kiện (Individual Component Result List)
Bên cạnh đường cong dự đoán (prediction curve), Ansys Sherlock còn hiển thị kết quả hỏng hóc (failure result) và tuổi thọ (lifetime) của từng linh kiện riêng lẻ. Điều này cho phép người dùng nhanh chóng xác định những linh kiện có nguy cơ hỏng cao, từ đó đưa ra các biện pháp cải tiến hoặc tăng cường độ bền cho những thành phần này.
.png)
Bảng kết quả đầu ra chi tiết từng linh kiện
Kết quả mô phỏng – Tự động tạo báo cáo
Sau khi người dùng hoàn thành các phân tích, Ansys Sherlock có thể nhanh chóng biên soạn các báo cáo liên quan. Các báo cáo này có thể cung cấp trực tiếp cho khách hàng cần báo cáo kết quả mô phỏng, đồng thời tiết kiệm thời gian cho việc chụp màn hình, vẽ biểu đồ và dàn trang thủ công.
.png)
Ansys Sherlock tự động tạo và xuất báo cáo kết quả mô phỏng
