【Ansys Sherlock】 利用Sherlock快速進行設計PCB
在PCBA設計的早期,瞭解與關鍵元件位置相關的風險非常重要。這些都是由電路板內元件(layers,materials,copper incorporation)和安裝條件所造成的風險。透過Sherlock,可以快速進行各種設計概念的驗證,用以找出最佳的結果(如產品功能年限更長)。
設計PCB板的關鍵是零件放置。
常見設計的步驟分為:首先,放置連接器(Connectors)和插孔(Jacks)。第二,設計複雜的積體電路(integrated circuit),重要元件的設計與位置,是否能通過測試規範(根據不同產品別有不同的規範)。


設計第一步:假想一個簡單的積體電路,將欲分析最佳擺放位置的元件U27,隨意放在一個地方(如相對糟糕的位置)。
設定一組符合測試規範的工況(Mechanical Shock),分析其變形狀況,發現PCB板的變形都集中在U27元件周圍,如上圖。並由U27的壽命曲線,可以發現在2年時間(失效標準)下,有5%機率U27功能會失效,如下圖。
第一個調整方法:將U27移動到不同的位置,看U27位置會如何影響壽命曲線。如左圖,由虛線位置移動到PCB板偏左邊的區域,可以發現U27的壽命曲線,接近符合到測試規範的失效條件。

第二個調整方法:考量PCB板上的”結構件機械載荷傳遞”影響,加入額外的拘束條件,如左圖,在PCB板上加入二個固定條件(黑長條虛線框中)。可以發現U27的壽命曲線,完全符合到測試規範的失效條件(與移動U27位置結果相比較)。
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第三個調整方法:在U27的封裝條件下加入填膠(Potting),如左圖。可以發現U27的壽命曲線,除了完全符合到測試規範的失效條件,更比起前面兩個調整下的結果有更好的結果(失效年限更長)。
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延伸:Ansys Sherlock可以應用到Ansys optiSLang,可以讓使用者利用Sherlock做PCB設計時,調整參數與元件時更有依據更有效率。
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