Ansys Sherlock
用於電子元件的完整壽命預測

Ansys Sherlock 是唯一一款以物理為基礎的可靠度電子設計工具，可於早期設計階段為元件、電路板和系統層級快速準確地預測電子硬體的壽命。

開始免費試用可靠度工程服務

用於預測產品壽命的 Ansys Sherlock

在早期設計階段中，Ansys Sherlock 可為元件、電路板和系統層級的電子硬體提供快速準確的壽命預測。Sherlock 略過了「測試-失敗-修正-重複」的循環，讓設計師可以準確建構金屬矽層、半導體封裝、印刷電路板 (PCB) 與組件，以在製作原型前預測因散熱、機械與製造壓力造成的故障風險。

簡要規格

憑藉包含超過一百萬個零件的嵌入式資料庫，Sherlock 快速將電子計算機輔助設計 (ECAD) 檔轉換為計算流體動力學 (CFD) 和有限元素分析 (FEA) 模型。每個模型都包含精確的幾何形狀和材料屬性，並將應力資訊轉換為經過驗證的故障壽命預測。Sherlock 零件資料庫還包括 Ansys Granta 材料選擇器的連結。

落摔測試模擬

鎖定 IP 模型

預設封裝幾何圖形

熱分析準備

超過一百萬個零件庫

Ansys Workbench 整合

PCB 和 PCBA 材料

衝擊/振動/熱循環分析

1-D/3-D 焊料失效預測

捕捉 Trace 與 Via

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Improved state-awareness checks allow models in Ansys Workbench/Mechanical to go out-of-date when making changes in Ansys Sherlock that will affect the model's state.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 將模型建立時間縮短了 85%

「對於每一代新的壓縮機，我們都需要重新設計PCB。所以，我們從零開始，但我們重新使用我們的經驗。Sherlock 使我們能夠更快地實現強大的設計，並減少試錯反覆運算。｣ - 三電集團

閱讀文章

三電集團是一家位於日本的一級汽車空調壓縮機供應商，其業務遍及全球。2020 年，三電製造歐洲公司決定測試 Ansys Sherlock 自動化設計分析軟體，以分析其電氣壓縮機的印刷電路板 (PCB)。使用 Ansys Sherlock，Sanden 將模型建立時間從 7 天縮短至 1 天。

應用

電子可靠度

瞭解 Ansys 整合式電子產品可靠度工具如何協助您解決最大的散熱、電子和機械可靠性的挑戰。

檢視應用

PCB、IC 和 IC 封裝

利用 Ansys 完整的 PCB 設計解決方案，您能夠模擬 PCB、IC 和封裝並準確評估整個系統。

檢視應用

從專案一開始就考量設計的可靠度

電氣、機械和可靠度工程師可以協同工作，實施設計最佳實作範例、預測產品壽命並降低故障風險。

Sherlock 通過虛擬運行熱迴圈、功率-溫度循環、振動、衝擊、彎曲、熱降額、加速壽命、固有頻率和 CAF 來近乎即時地調整設計，並在一輪中實現認證，從而減少了昂貴的構建和測試反覆運算。在 Icepak 和 Mechanical，以及LS-DYNA 的後處理模擬結果中，Sherlock 可以預測測試成功並估計保修退貨率。Icepak、Mechanical 和 LS-DYNA 用戶通過直接將模擬連接至材料和製造成本，進而提高效率。

主要特色

與市場上的任何其他工具不同，Sherlock 使用您的設計團隊所創建的檔案來建立電子組件的 3D 模型，以進行追蹤建模、後處理和可靠度預測。這種早期洞察可立即識別關注領域，並允許您快速調整和重新測試設計。

建立與測試虛擬產品
即時地修改設計
快速運行機械模擬
評估和優化設計選擇

Ansys Mechanical，Icepak 與 LS-DYNA 的前處理器和後處理器

Sherlock 擁有超過一百萬個材料庫，可以建立準確而複雜的 FEA 和 CFD 模型。

免費試用

可靠度預測

Sherlock 的後處理器使用完整全面的壽命曲線以確定故障壽命，減少所需的物理測試迭代次數，並提升原型通過第一輪測試的機率。

Sherlock 的後處理工具包括報告和建議、壽命曲線圖、紅-黃-綠風險指標、表狀顯示、圖形疊加、根據可靠度目標的固定結果、自動報告產生以及由供應商和客戶審查的鎖定 IP 模型。

PCB 建模

使用廣泛的零件和材料庫 (零件、封裝、材料、焊料、層壓板等)，Sherlock 可以自動識別您的檔案並匯入您的零件清單。接著在數分鐘內即可為您的電路板建立 3D 有限元素分析 (FEA) 模型。

Sherlock 強大的剖析引擎功能 (能夠匯入 Gerber、ODB++ 和 IPC-2581 檔案等) 和嵌入式資料庫 (包含 600,000 多個零件) 可以自動建立具有準確材料屬性的 FEA 盒模型，並將預處理時間從數天縮短至數分鐘。

從 ECAD 到 CAE

Sherlock 是領先業界的工具，可將一系列 ECAD 檔案轉換為可模擬的有限元素模型，以下為其特點：

從輸出檔案擷取堆疊數據 (Gerber、ODB++、IPC-2581)
自動計算重量、密度以及面內模數和面外模數、熱膨脹係數和熱傳導係數
使用者可以使用 1D/2D 強化功能或 3D 實體對整個電路板或區域的所有 PCB 功能 (如追蹤和通孔) 進行明確建模
使用嵌入式零件/封裝/材料庫可以為您捕捉 40 多種不同的零件和封裝參數
可以匯出帶材料屬性的幾何圖形以進行電流密度分析 (SIwave)、熱分析 (Icepak) 或結構分析 (Mechanical)

故障分析

利用故障物理學和可靠度物理學技術，Sherlock 可以準確預測電子硬體和元件的故障行為，為使用者提供可進一步操作的結果以最佳化其產品設計。

故障物理學 (PoF) 或可靠度物理學使用退化演算法來說明物理、化學、機械、熱或電氣機制的效能如何隨時間降低，並最終導致失效與故障。Sherlock 使用這些算法來評估熱循環、機械衝擊、固有頻率、諧波振動、隨機振動、彎曲、積體電路/半導體磨損、熱降額、導電陽極燈絲 (CAF) 認證等。

熱可靠度

Sherlock 可以預測多種零件技術的熱故障率和產品壽命，其零件會隨環境溫度、功耗引起的升溫和電氣負載變化。

積體電路的老化和磨損可以透過電遷移的加速變換、與時間相關的介電質崩潰、熱載流子注入和負偏差溫度不穩定性來捕捉。針對供應商提供鋁液電解電容器和陶瓷電容器 (MLCC) 的故障壽命預測。最後，Sherlock 會自動執行熱降額程序，若偵測到裝置已超出指定運行或儲存溫度範圍之外，則會提供警示。

焊料疲勞

Sherlock 在預測焊料疲勞行為方面為使用者提供極大的靈活性。使用此軟體經充分驗證的 1D 焊料模型，可預測所有電子零件 (裸晶吸附、BGA、QFN、TSOP、晶片電阻器、通孔等) 在熱機械和機械環境下的焊料疲勞可靠度。

Sherlock 的 Thermal-Mech 功能可以透過捕捉複雜的混合模式負載條件，結合系統層級機械元件 (機櫃、模組、外殼、連接器等) 對焊料疲勞分析的影響。Sherlock 也透過 BGA、CSP、SiP 和 2.5D/3D 封裝的模擬就緒模型，支援使用者在 Ansys Mechanical 中使用 Darveaux 或 Syed 模型。