진동 해석 시뮬레이션
IRISO 전자공업에서는 상정되는 진동환경하에 있어서의 고객의 기기 안에서의 기판간의 접속 상황을 진단해, 최적의 제품의 제안까지를 세트로 한 서포트를 실시하고 있습니다. 오랜 세월에 걸친 차재 기기의 커넥터 개발에 종사해 온 당사이기 때문에 제공할 수 있는 독자적인 진동 해석 시뮬레이션에 대해 소개하겠습니다.
- 진동하에 있어서의 커넥터 기능의 유지=「연결」에 특화한 진동 해석입니다
- 진동에 의한 변위에 주목한 독자적인 알고리즘입니다
- 환경에 적합한 제품의 제안에 아울러, 기판 설계 재검토의 도움도 하겠습니다
진동 분석이 필요한 배경
전기에 의한 구동, 제어, 관리, 연산 등, 모든 것이 전자화되는 가운데, 전자 부품의 탑재 환경은 다양합니다.
그 중에는 가혹한 진동하에 노출되는 경우도 포함되기 때문에 이러한 환경하에서의 활용을 목적으로 하는 진동 해석용 CAE 툴이 많이 있습니다. 그 대부분은 진동에 의해 부품이나 그 실장부에 생기는 공진 주파수/가속도/충격과 그에 대한 내력을 시뮬레이션하는 것으로, 사전에 부품의 고장 위험을 평가하기 위해 매우 유효한 툴입니다.
기존의 진동 해석으로 할 수 있는 일
기판간의 상대 변위에 주목하여 「연결」하는 것에 특화한 진동 해석을
일 IRISO 전자공업에서는 바로 가혹한 진동환경하에서 사용되는 차량용 기판 대 기판 커넥터를 제조 판매하고 있습니다. 이러한 제품은 진동 시험 등의 신뢰성 시험을 거쳐 제품화되고 있습니다만, 실제의 고객의 제품 안에 짜넣기 위한 최적의 제안을 실시하기 위해서는, 실기의 거동을 파악할 필요가 있습니다.
기판 사이를 연결하는 커넥터의 경우 가속도/충격에 대한 내력 외에도 연결 기판 간 거리가 진동 하에서 어떻게 변하는지가 중요합니다. 예를 들면 기판간의 상대 변위가 진동에 의해 변화를 하면 커넥터 자체도 거기에 붙어 있기 때문에, 각 기구가 변위에 추종할 수 있을까, 혹은 접점의 미슬라이브 마모등의 우려가 생기기 때문입니다.
진동 하에서의 기판 대 기판 커넥터의 과제
한편, 시장에 있던 CAE 툴 중에서 이들을 미리 확인할 수 있는 것은 발견되지 않았습니다.
그래서 일 IRISO 전자공업에서는 고객에게 기판 및 커넥터 이외의 실장부품의 정보를 공개해 주셔서 사전에 이러한 리스크를 평가하고 최적의 커넥터 설계 및 상황에 따른 기판 레이아웃 등의 설계 변경의 제안까지 가능한 해석 툴을 자사 개발했습니다.
개발한 진동 해석 기법과 목표
| 기존의 주요 진동 해석 기법 | 개발한 진동 해석 기법 | |
|---|---|---|
| 주요 파라미터 | 주파수, 가속도, 변위 | 주파수, 가속도, 대상물의 변위 + 위상 |
| 기판상의 실장 부품에 미치는 영향 | 〇 | 〇 |
| 기판 간 실장 부품에 미치는 영향 | × | 〇 |
소개 동영상
IRISO의 진동 해석 시뮬레이션으로 사전에 피할 위험
기계장치군의 고장의 원인의 약 8할은 「피로나 마모」라고 말해지고 있습니다. 진동환경하에 있어서는 그다지 크지 않은 힘/움직임이라도 그것이 수만회, 수억회로 반복됨으로써 재료가 피로하거나 흩어져서 파괴되어 버릴 위험이 있습니다. 그것은 커넥터에 대해서도 마찬가지입니다. 거기서 사전에 시뮬레이션을 실시하는 것으로, 기판 설계와 커넥터의 선택의 양쪽으로부터 그 움직임과 제품의 내성을 「수만회, 수억회 일어나도 괜찮은」 영역까지 억제하면 됩니다.
IRISO의 진동 해석 시뮬레이션에서는 설계 단계에서 진동에 의한 영향을 검증하고 설계에 피드백함으로써 아래와 같은 위험을 회피합니다.
- 기판간 거리 변동에 의한 끼워맞춤부에 있어서의 미끄럼동 마모를 회피
- 플로팅 커넥터의 가동부/스프링 사양을 넘어서는 범위의 움직임을 회피
- 솔더 실장부로의 응력 발생 영역까지의 움직임의 회피
커넥터의 피로 및 마모의 영향
기판간 변위에 주목해 커넥터에 의한 접속에 특화한 시뮬레이션이기 때문에, 이러한 리스크를 회피할 수 있는 것입니다. 그리고 그 해석에 최적인 제품 제안을 실시합니다.
제품 선택부터 기판 설계 개선 제안까지
IRISO 진동 해석 시뮬레이션은 개발된 독자적인 기술에 의해, 하기의 흐름으로 기판간의 상대 변위의 산출이 가능합니다.
- 스윕, 랜덤 모든 주파수 조건에서
- 예상 주파수 내에서 공진 주파수의 유무를 확인하십시오.
- 각 기판의 공진시의 위상차를 파악
- 기판간의 상대 변위차를 산출하는 것이 가능(각 방향)
진동 해석 시뮬레이션 이미지
상기에서 산출된 기판간의 상대 변위량에 근거하여 최적의 커넥터의 제안이 가능해집니다.
커넥터 감합 방향에도 상대 변위가 생기는 경우의 미끄럼 마모 대책으로서 Z-Move 시리즈를, 그 우려가 발생하지 않는 케이스에서는 보다 염가인 커넥터의 제안을 실시하고 있습니다.
당사에서는 넓은 기판 대 기판 커넥터의 바리에이션을 가지고 있으므로, 다양한 해석 결과 및 요구에 맞는 제안이 가능합니다.
진동 해석 시뮬레이션 결과와 제품 제안
* 커넥터의 복수 사용 등 진동 이외의 요인에서의 위치 어긋남이 우려되는 경우나 조립 작업성의 향상을 원하는 고객에게는 플로팅 커넥터를 제안하고 있습니다.
＊ Z-Move 커넥터는, 감합 방향으로 가동 영역을 가지는 것으로, 진동 환경하에서의 커넥터 단자의 미끄럼 마모를 방지하는 것을 목적으로 한 세계 최초의 기판 대 기판 커넥터입니다.
＊＊＊ 극간 피치나 커넥터 사이즈에 의존합니다.
또 위의 그림에 있어서의 설계의 재검토가 필요한 영역에 관해서는, 기판 레이아웃의 재검토의 제안도 실시하고 있습니다.
예를 들면, 기판의 고정 위치나 방법을 변경하는 것으로 상정 주파수 내에서 공진점을 쫓아내고, 또 커넥터 위치의 변경으로 기판간 상대 변위를 규정내에 억제하는 등의 시책을 제안하겠습니다.
보드 레이아웃 변경에 관한 제안
이러한 상담을 개발 초기 단계부터 실시함으로써 고객의 개발 절차의 효율화나 잠재적인 과제의 조기 추출과 해결에 공헌할 수 있습니다.
지원 구현 정보
여기에서 소개한 진동 해석은, 당사의 커넥터의 채용을 검토할 때의 서포트로서 실시하고 있습니다.
자세한 것은 당사의 영업원에게 상담을 받거나, 본 페이지에서 문의해 주세요.
덧붙여 진동 해석의 실시에 있어서는, 아래와 같은 정보를 제공하는 것이 필요합니다.
