Thermisches Verhalten bereits im Layout verstehen
In modernen Leiterplatten entscheidet nicht nur das Schaltkonzept über die Zuverlässigkeit, sondern auch das thermische Verhalten unter realen Betriebsbedingungen. PCB-Investigator Physics unterstützt Entwickler dabei, Stromfluss, Spannungsabfälle, Leitungswiderstände und Temperaturverteilungen schon in der Entwicklungsphase zu analysieren.
Gerade bei kompakten Designs, hohen Strömen oder kritischen Kupfergeometrien reicht eine grobe Abschätzung oft nicht aus. Unterschiedliche Layer-Strukturen, Bauteilverlustleistungen und das Kühlumfeld wirken zusammen und können zu Hotspots führen, die erst sehr spät auffallen würden. Genau hier setzt die Physics-Simulation an.
Elektrische und thermische Simulation in einem Modell
PCB-Investigator Physics ist mehr als ein einfacher Rechner. Das Plug-in kombiniert einen elektrischen und einen thermischen 3D-Feldlöser, um das Verhalten der Leiterplatte direkt auf Basis des Layouts zu berechnen. Dabei werden Spannungsverteilung, Stromdichte und daraus resultierende Verlustleistungen in Leiterbahnen, Vias, Flächen und Bauteilen berücksichtigt.
Die thermische Simulation ergänzt diese Daten mit der Wärmeausbreitung in Kupfer und FR4. So entsteht ein realistisches Temperaturfeld, das sowohl stationäre als auch transiente Szenarien abbilden kann. Damit lassen sich nicht nur Endtemperaturen bestimmen, sondern auch Aufheiz- und Abkühlverläufe über die Zeit.
Wärmeverteilung ist kein Schätzwert, sondern ein berechenbares Designkriterium.
Konkreter Nutzen für Entwicklung und Validierung
Für Entwickler und PCB-Designer bedeutet das vor allem eines: bessere Entscheidungen vor dem ersten Prototypen. Kritische Engstellen, zu hohe Stromdichten, unerwartete Spannungsabfälle oder problematische Hotspots werden früh sichtbar und können gezielt optimiert werden.
- Analyse von Temperaturerhöhung durch Bauteilverlustleistung und hohe Ströme
- Berechnung der Stromdichte bei Kupferengstellen und in Bohrungen
- Ermittlung von Spannungsverlust und Leitungswiderstand zwischen beliebigen Pins
- Animation der tatsächlichen Stromflussrichtung
- Transiente Simulation für Lastprofile und zeitabhängige Betriebszustände
- Interaktive HTML-Berichte für Dokumentation und Austausch
Besonders hilfreich ist die Möglichkeit, Layout und Lagenaufbau direkt anhand der Simulationsergebnisse zu verbessern. So lassen sich Prototypkosten senken und Entwicklungsschleifen verkürzen, ohne auf fundierte physikalische Aussagen zu verzichten.
Für anspruchsvolle PCB-Entwicklung gemacht
Ob bei Leistungsdesigns, dichten Multilayer-Layouts oder bei der Absicherung thermisch kritischer Baugruppen: PCB-Investigator Physics liefert belastbare Einblicke in das Zusammenspiel von Strom und Wärme. Das ist ein echter Mehrwert für Teams, die nicht erst im Labor herausfinden wollen, wo die thermischen Grenzen liegen.
Wenn Sie thermisches Verhalten schon im Designprozess simulieren möchten, lohnt sich ein Blick auf das Physics-Modul. Testen Sie die Funktionen und prüfen Sie, wie gut sich Ihre reale Anwendung mit der Simulation abbilden lässt.
