Ansys Sherlock
电子器件的完整寿命预测

Ansys Sherlock是仅有的一款基于可靠性物理的电子设计商业工具，可在早期设计阶段为器件、电路板和系统级的电子硬件提供快速准确的寿命预测。

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用于产品寿命预测的Ansys Sherlock

Ansys Sherlock可在设计早期阶段，在器件、板级和系统层面为电子产品硬件提供快速准确的使用寿命预测。Sherlock可绕过“测试-失败-纠正-重复”周期，使设计人员能够对硅-金属层、半导体封装、印刷电路板（PCB）和装配体进行精准建模，以预测由于热、机械和制造压力源引起的故障风险——所有这些工作都在原型构建之前进行。

规格速览

凭借包含超过1,000,000个部件的嵌入式库，Sherlock可将电子计算机辅助设计（ECAD）文件快速转换为计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）模型。每个模型都包含准确的几何结构和材料属性，并能够将应力信息转化为经过验证的故障时间预测。Sherlock部件数据库还包括Ansys Granta Materials Selector的链接。

跌落测试仿真

锁定IP模型

默认封装几何结构

热分析准备

超过100万个部件库

Ansys Workbench集成

PCB和PCBA材料

冲击/振动/热循环分析

1-D/3-D焊点失效预测

走线和通孔捕获

January 2025

What's New

In 2025 R1, Ansys Sherlock updates include thermal-mech life predictions, PySherlock automated workflows, and improved state-awareness checks.

2025 R1 Structures Sherlock Thermal Mech Life Predictions

Thermal-Mech Life Predictions for BGA Packages

A new beta feature enables Thermal-Mech Life Predictions for BGA components (using SAC305 Solder). Using an FEA-based approach, this new workflow helps account for system-level effects and additional behaviors, providing further insights into solder joint fatigue studies. This workflow includes a new feature that creates detailed BGA package models for Thermal-Mech analyses.

PySherlock Updates

With PyWorkbench and PyMechanical, new PySherlock APIs help facilitate the end-to-end automation of submodel and plug model workflows. ICT analyses can now be automated, leveraging new APIs to work with Test Points and Fixtures. Users can go further by integrating scripts for this into Ansys optiSLang to perform sensitivity and optimization studies.

2025 R1 Structures Sherlock Workbench Performance

Sherlock-Workbench and Sherlock Performance Improvements

Improved state-awareness checks allow models in Ansys Workbench/Mechanical to go out-of-date when making changes in Ansys Sherlock that will affect the model's state. Implemented optimizations in the RST file import process. Some processes now use parallel processing with the number of threads controlled by a direct setting. A new FEA setting called "copy imported RST file," which, when disabled, will cause Sherlock to access the imported RST from its source location instead of copying the file into the module working directory.

Sanden使用Ansys Sherlock将模型创建时间减少了85%

“对于每一代新的压缩机，我们都需要重新设计一个PCB。因此，我们必须从零开始，但我们可以重复使用我们的经验。Sherlock使我们能够更快地实现鲁棒性设计，减少试错迭代。” ——Sanden集团

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Sanden集团是一家总部位于日本的一级汽车空调压缩机供应商，在世界各地都设有分支机构。2020年，Sanden Manufacturing Europe决定对Ansys Sherlock自动化设计分析软件开展测试，用其分析其电气压缩机的印刷电路板（PCB）。利用Ansys Sherlock，Sanden将模型创建时间从七天缩短到一天。

应用

电子可靠性

了解Ansys集成的电子可靠性工具如何帮助您应对最严峻的热、电气和机械可靠性挑战。

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PCB、IC和IC封装

Ansys完整的PCB设计解决方案使您能够进行PCB、IC和封装仿真，并准确评估整个系统。

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从项目一开始就开展可靠性设计

电气工程师、机械工程师和可靠性工程师可以协同工作，以实施设计最佳实践，预测产品寿命并降低故障风险。

Sherlock通过虚拟运行热循环、功率-温度循环、振动、冲击、弯曲、热降额、加速寿命、固有频率和CAF，减少成本高昂的构建测试迭代，以近乎实时地调整设计，并且一次即可获得认证。在对Icepak、Mechanical和LS-DYNA的仿真结果进行后处理时，Sherlock可以预估测试的成功率并估计质保退货率。Icepak、Mechanical和LS-DYNA用户通过直接将仿真与材料和制造成本联系起来，提高了效率。

主要特性

有别于市场上其他工具的是，利用Sherlock，您可以使用的设计团队创建的文件来构建电子装配体的3D模型，用于跟踪建模、后处理和可靠性预测。这种早期洞察可立即识别关注区域，并使您能够快速调整和重新测试设计。

构建和测试虚拟产品
近乎实时地修改设计
快速运行机械仿真
评估和优化设计选择

用于Ansys Mechanical、Icepak和LS-DYNA的前处理和后处理

Sherlock拥有超过100万个部件材料库，能够创建准确而复杂的FEA和CFD模型。

免费试用

可靠性预测

Sherlock的后处理器可通过完整全面的寿命曲线来确定故障时间——减少所需的物理测试迭代次数，并提高原型一次性通过认证测试的机会。

Sherlock的后处理工具包括报告和建议、寿命曲线图、红-黄-绿风险指标、表格显示、图形叠加、基于可靠性目标的固定结果、自动报告生成以及方便供应商和客户查看的锁定IP模型。

PCB建模

凭借广泛的部件和材料库（部件、封装、材料、焊料、层压材料等），Sherlock可自动识别文件并导入部件清单。然后，它会在几分钟内为电路板构建3D有限元分析（FEA）模型。

Sherlock强大的解析引擎（能够导入Gerber、ODB++和IPC-2581文件等）和嵌入式库（包含超过600,000个部件）可自动构建具有准确材料属性的箱体级FEA模型——将前处理时间从数天缩短到几分钟。

从ECAD转换为CAE

Sherlock是一款行业领先的工具，可将一系列ECAD文件转换为用于仿真的有限元模型，它包含以下功能：

从输出文件（Gerber、ODB++、IPC-2581）中提取堆叠
自动计算重量、密度、面内/面外模量、热膨胀系数和热导率
让用户能够使用1D/2D增强结构或3D实体对整个电路板上或区域内的全部PCB特性（如走线和通孔）进行建模
使用嵌入式部件/封装/材料库捕获40多种不同的部件和封装参数
可以导出具有材料属性的几何结构，以进行电流密度（SIwave）、热（Icepak）或结构（Mechanical）分析

故障分析

通过利用故障物理和可靠性物理方法，Sherlock可准确预测电子硬件和器件的故障行为，从而为用户提供切实可行的结果，以便于优化其产品设计。

故障物理（PoF）或可靠性物理，使用失效算法来描述物理、化学、机械、热或电气机制如何随着时间发生性能失效并最终导致故障。Sherlock使用这些算法来评估热循环、机械冲击、固有频率、谐响应、随机振动、弯曲、集成电路/半导体磨损、热降额、导电性阳极细丝（CAF）认证等。

热可靠性

Sherlock可预测多种部件技术的热故障率和寿命终止与环境温度、功耗引起的温升和电气负载的函数关系。

通过加速转换电迁移、时间相关的介电层击穿、热载流子注入和负偏压温度不稳定性来捕获集成电路的老化和磨损。提供针对铝液电解电容器和陶瓷电容器（MLCC）的供应商的特定故障时间预测。最后，Sherlock可自动化完成热降额过程，并提示器件的使用温度在额定工作温度或存储温度范围外。

焊接疲劳

Sherlock可在预测焊接疲劳行为方面为用户提供极大的灵活性。该软件提供经过全面验证的1D焊接模型，可针对所有电子部件（裸片键合、BGA、QFN、TSOP、芯片电阻器、通孔等）预测热机械环境和机械环境下的焊点疲劳可靠性。

Sherlock的Thermal-Mech功能通过捕获复杂的混合模式负载条件，在焊点疲劳分析中纳入了对系统级机械元件（底盘、模块、壳体、连接器等）影响的考量。此外，Sherlock还通过推动BGA、CSP、SiP和2.5D/3D封装的仿真就绪模型，支持在Ansys Mechanical中使用Darveaux或Syed模型。