Sherlock 自動設計分析

Sherlock Automated Design Analysisは、DfR Solutions ^[1]^[2]が開発したソフトウェアツールで、回路カードアセンブリレベルで製品の期待される信頼性を分析、評価、認証します。故障の物理学に基づいて、Sherlock は有限要素法と材料特性を組み合わせて応力値を取得し、一次解析方程式を使用して損傷の進展を評価し、故障メカニズム固有の故障率を経時的に予測します。このソフトウェアは、エレクトロニクス業界の設計および信頼性エンジニアやマネージャーが使用できるように設計されています。DfR Solutions は米国メリーランド州ベルツビルに拠点を置き、2019 年 5 月にAnsysに買収されました^。[3]

アプローチ

ユーザーは、 ODB++やIPC-2581 ^[4]のような完全な設計パッケージ、またはGerber、Bill of Materials、Pick and Place ^[5]ファイルなどの個々のデータパケットをアップロードします。

Sherlock は、高温、熱サイクル、振動 (ランダムおよび高調波)、機械的衝撃、電気的ストレス (電圧、電流、電力) など、さまざまな環境からのストレスを物理ベースの予測アルゴリズムに組み込みます。次に、Sherlock はいくつかの異なるタイプの信頼性分析を実行し、メカニズムとコンポーネントの組み合わせごとに、寿命曲線の有用部分 (一定の故障率) と摩耗部分 (増加する故障率) を提供します。評価および予測される特定のメカニズムには、熱サイクルによる低サイクルはんだ疲労、振動による高サイクルはんだ疲労、機械的衝撃または過度の屈曲によるはんだの亀裂/コンポーネントの亀裂/パッドのクレーター、リード疲労、ワイヤボンド疲労、ビア疲労、エレクトロマイグレーション、時間依存の絶縁破壊、ホットキャリア注入、および負バイアス温度不安定性が含まれます。公開された研究では、故障ベースの予測の物理は非常に正確であることが示されており^[6]、現在では他の手法の検証に使用されています。^[7]

これらの個々の寿命曲線を合計すると、製品全体の物理ベースの信頼性曲線が得られます。Sherlock は、ボードレベルの設計 (回路図とレイアウト) の設計ルールチェック (DRC) と全体的な信頼性スコアも提供します。製品全体に対して提供される信頼性スコア、および各分析領域の個別のスコアとコメントは、物理ベースの定量的予測が不可能な場合に使用されます。分析は、PDF 形式と HTML 形式の両方で提供されます。実行する分析の種類と分析を作成するために入力されたデータに応じて、レポートの長さは 20 ページから 200 ページ以上に及ぶことがあります。

^{この半導体モジュールはSAE ARP 6338 [8]}に準拠しており、半導体デバイスの信頼性を予測する従来の経験的信頼性予測方法（MIL-HDBK-217、^[9] Telcordia SR-332、FIDES、Siemens SN29500）の代替として検討されている。

グラフィカルインターフェイスを使用すると、ユーザーは結果を調べ、反復し、必要に応じて事前解析を実行できます。このソフトウェアでは、ユーザーが電子設計に永続的な変更を加えることはできません。このアクティビティは、元の EDA またはCAD ソフトウェア内で行われます。Sherlock は、 Abaqus、Ansys、およびSiemens NXと互換性があります。

出力

Sherlock 自動設計分析は次の出力を生成します。

信頼性スコア – 業界のベストプラクティスと比較した設計のリスクをベンチマークします
時間の経過に伴うパフォーマンスの予測 - 製品チームはライフサイクル全体にわたって製品のパフォーマンスを予測できます。
信頼性の問題の物理マップ - 障害が発生する可能性のあるポイントを特定します
ヒストグラム – リスクの度合いに応じて部品をグループ化します
設計の推奨事項 – 特定された問題に対する解決策を提供して迅速に解決します

バージョン履歴

シャーロック自動設計分析は2011年4月に開始されました。^[10]その後のリリースには、

バージョン 3.0 - 2013 年 7 月
バージョン 3.1 - 2014 年 1 月
バージョン 3.2 - 2014 年 10 月
バージョン 4.0 - 2015 年 4 月
バージョン 4.1 - 2015 年 7 月
バージョン 4.2 - 2016 年 2 月
バージョン 5.0 - 2016 年 7 月
バージョン 5.1 - 2017 年 1 月
バージョン 5.2 - 2017 年 4 月
バージョン 5.3 - 2017 年 9 月
バージョン 2020R1 - 2020 年 1 月
バージョン 2020R2 - 2020 年 6 月

市場の受容

ある企業は、リスクを軽減し、設計検証と製品検証を加速するためにサプライヤーにSherlockの使用を義務付けていると報告している。^[11]

参考文献

^ Military Aerospace Electronics、「DfR Solutions が Sherlock 自動設計解析ソフトウェアを発表」、www.militaryaerospace.com、2011 年 4 月 4 日公開、2011 年 10 月 24 日取得
^ SMT iconnect007、「DfR Solutions が Sherlock をリリース」、www.ems007.com、2011 年 10 月 6 日公開、2011 年 10 月 24 日取得
^ Bloomberg Businessweek、「DfR Solutions, LLC」、www.bloomberg.com、2011年10月25日閲覧。
^ 「ホーム」. ipc2581.com .
^ 「ピックアンドプレースレポート」。
^ Hillman、Craig、Nathan Blattau、Matt Lacy。「高回数のパワーサイクルにさらされたはんだ接合部の疲労の予測」IPC APEX (2014)。
^ Bhavsar、Nilesh R.、HP Shinde、および Mahesh Bhat。「PCB の機械的特性の測定」。イジュメールジャーナル2.4。
^ 寿命が限られたマイクロ回路の早期摩耗の評価と軽減のプロセス、http://standards.sae.org/arp6338/
^ 「MIL-HDBK-217F. 軍事ハンドブック - 電子機器の信頼性予測。国防総省、1991年」。2007年3月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年11月17日閲覧。
^ Military Aerospace Electronics、「DfR Solutions が Sherlock 自動設計解析ソフトウェアを発表」、www.militaryaerospace.com、2011 年 4 月 4 日公開、2011 年 10 月 24 日取得
^ M. Wagner および V. Nalla、「顧客/サプライヤー共同加速寿命試験: 利点と考慮事項」、国際応用信頼性シンポジウム、2014 年 6 月、インディアナポリス、http://www.arsymposium.org/2014/abstracts/blue_s12.htm

外部リンク

DfRソリューション/Sherlock自動設計分析

[1] Military Aerospace Electronics、「DfR Solutions が Sherlock 自動設計解析ソフトウェアを発表」、www.militaryaerospace.com、2011 年 4 月 4 日公開、2011 年 10 月 24 日取得

[2] SMT iconnect007、「DfR Solutions が Sherlock をリリース」、www.ems007.com、2011 年 10 月 6 日公開、2011 年 10 月 24 日取得

[3] Bloomberg Businessweek、「DfR Solutions, LLC」、www.bloomberg.com、2011年10月25日閲覧。

[4] 「ホーム」. ipc2581.com .

[5] 「ピックアンドプレースレポート」。

[6] Hillman、Craig、Nathan Blattau、Matt Lacy。「高回数のパワーサイクルにさらされたはんだ接合部の疲労の予測」IPC APEX (2014)。

[7] Bhavsar、Nilesh R.、HP Shinde、および Mahesh Bhat。「PCB の機械的特性の測定」。イジュメールジャーナル2.4。

[8] 寿命が限られたマイクロ回路の早期摩耗の評価と軽減のプロセス、http://standards.sae.org/arp6338/

[9] 「MIL-HDBK-217F. 軍事ハンドブック - 電子機器の信頼性予測。国防総省、1991年」。2007年3月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年11月17日閲覧。

[10] Military Aerospace Electronics、「DfR Solutions が Sherlock 自動設計解析ソフトウェアを発表」、www.militaryaerospace.com、2011 年 4 月 4 日公開、2011 年 10 月 24 日取得

[11] M. Wagner および V. Nalla、「顧客/サプライヤー共同加速寿命試験: 利点と考慮事項」、国際応用信頼性シンポジウム、2014 年 6 月、インディアナポリス、http://www.arsymposium.org/2014/abstracts/blue_s12.htm