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TRM hat sich in den letzten 7 Jahren in vielen Elektronikunternehmen bewährt. Es geht damit wirklich schnell und einfach ein elektro-thermisches Simulationsmodell einer Leiterplatte aufzustellen. Gerber und Bohrfiles importiert,  Daten über die Position der Pads oder Pins und deren Stromwerte hinzugefügt und schon können Stromtragfähigkeit, Spannungsabfall und Temperatur berechnet werden. Sogar ganz ohne Designfiles kann man schon interessante Erkenntnisse erhalten. Für einen Entwickler, der ohne Overhead und ohne auf Zuarbeit von Kollegen warten zu wollen schnell Ergebnisse braucht, ist das die perfekte Insellösung.

Aber es gibt ja noch die großen Teams, die gleichzeitig an der Leiterplatte unter verschiedenen Gesichtspunkten arbeiten oder Fremdabteilungen, die Funktionen und Machbarkeit prüfen müssen. Für solche Entwicklungsumgebungen gibt es jetzt ein komplementäres Angebot basierend auf ODB++. Die Schindler und Schill GmbH und ADAM Research gründeten Anfang 2017 ein Joint Venture namens ADAM Labs GmbH. Hierin werden eingebracht: das CAM und DRC Tool PCB-Investigator (manchen bekannt als EasyLogix) und Know-How von TRM.

Das neue Produkt hat den Namen PCB- I Physics. Gestartet haben wir mit der Neuimplementierung der stationären  DC und Power Lösung, und das nicht nur auf CPU, sondern auch auf GPU in CUDA. Mit guter Graphikkarte ist der Geschwindigkeitsgewinn der Berechnung enorm. Das Release ist so gut wie im roll-out Stadium. Informieren Sie sich unter http://www.adam-labs.de bzw. senden Sie eine Nachricht mit dem Stichwort "Physics". Weitere TRM Features und ganz andere werden im Lauf der Jahre dazukommen.

Die Tools ergänzen sich! Jedes erfüllt andere Ansprüche und es spricht nichts dagegen beide einzusetzen.

 

Kürzlich fragten einige Testuser, ob man für grundlegende Wärmespreizuntersuchungen einer Leiterplatte Gerberfiles braucht. Die Antwort: Nein! Im graphischen Modus der Bauteiltabelle von TRM kann man Leiterbahnen, Flächen und Kreise erzeugen. Man fügt noch das richtige Material und die vertikale Position im Lagenaufbau dazu und alles ist erledigt. Das Hinzufügen von Wärme- und Stromquellen geht genauso. Bohrfelder werden zu Blöcken die mehrere Schichten durchdringen und die durch ihre effektive Leitfähigkeit parametrisiert werden. Ich habe einige Experimente mit imitierten JEDEC-51 2s2p Aufbauten gemacht und es funktioniert (mit einigen Annahmen).

Im November 2014 kam Douglas Brooks von UltraCAD Inc. (Kirkland, WA, USA) auf uns zu mit der Frage, ob es mit TRM möglich sei einige thermische Aspekte zu untersuchen die ihn seit langem beschäftigten. Bis dahin habe er keine Software gefunden, die genau genug aber trotzdem einfach zu bedienen wäre. Mittlerweile ist er begeisterter TRM User geworden und hat seine Erfahrungen und Ergebnisse vielen Artikeln und in einem Buchfestgehalten.

Seine neueste Zusammenfassung ist jetzt verfügbar: "Exiting New Technology: Thermal Risk Maganagament." The PCB Design Magazine (Feb 2017)
Bitte lesen Sie hier: Link

Diese und letzte Woche fragte ein Kunde, ob man mit TRM Hinweise für das Lötergebnis in der Welle erhalten kann. Also haben wir eine Wärmesimulation mit allen Lagen, allen Bauteilen, allen durchkontaktierten Pins und angenommener Lotfläche und -zeit durchgeführt. Natürlich kann eine rein thermische Simulation nur die Effekte des Wärmedurchstiegs und der Wärmespreizung betrachten und muss metallurgische und fertigungstechnische Aspekte außer Acht lassen. Weil aber TRM eine Durchrechnung mit dem gesamten Layout aller Lagen, dem Bohrbild und der Bestückung macht sieht man wo lokal Wärme zur Loststelle hinfließt und wo sie abfliest. Am Ende zeigten die Berechnungsergebnisse die schlechter und besser gelöteten Pins genau dort an wo sie nach der Welle beobachtet wurden. Das Lötergebnis hing stark von lokalen Details der Bottom und Innenlagen ab. Eine derartige Berechnung kann natürlich den Musterdurchlauf nicht ersetzen, aber die Zahl der Muster reduzieren.

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Kupfer wird teuer. Der Kurs  einer Tonne Kupfer sprang Ende Oktober 2016 an der London Metal Exchange von 4800$ auf 5800 $.

Temperaturberechnungen mit TRM können Ihnen die Wege aufzeigen, wie Sie Ihre Leiterplatten für spezifizierte Umweltbedingungen and Anwendungen kostengünstig auslegen. Wollen Sie unnötiges Kupfer bezahlen?

In  zurückliegenden Jahren waren die Auswirkungen von rechtwinkelig abgeknickten Leiterbahnen ein heißes Thema. In den frühen 1990ern gab es etliche die gegen den Gebrauch von 90° Ecken argumentierten und für abgeschrägte Ecken plädierten. Was sagen uns TRM Simulation und Messung?

Lesen Sie weiter in unserer Kollektivarbeit: Thermal Effects around Right-Angle Trace Corners

Ab und zu wurde ich nach AC in Leiterbahnen mit all seinen Konsequenzen aus der elektromagnetischen Induktion gefragt. Wie verändert Wechselstrom die Leiterbahnheizung und wie beeinflussen die magnetischen und elektrischen Wechselfelder die umgebenden Leiter? Für einfache Geometrien ist die Literatur ist voll von Faustformeln und Arbeiten über Skineffekt und Proximity. Für eine realistische Leiterplatte  ist die direkte Lösung der Maxwell-Gleichungen besser.

"Zwischen den Jahren" hat man Zeit zu Spiel und Tüftelei.  Klassische Testfälle werden durch einen Probecode richtig wiedergegeben. Was jetzt zu tun ist, sind industriell relevante Anwendungsfälle zu definieren und zu lösen.

Aufruf: Wenn Sie mit AC in Leiterplatten arbeiten und etwas beitragen wollen, schreiben Sie bitte eine Nachricht in das Kommentarfeld.