Leiterplatte Blog - Wie kann man ein genaues IC-Verpackungsmodell erstellen?

Wie man eine genaue IC-Paket Modell ist das Schlüsselproblem und die Herausforderung der thermischen Simulation auf elektronischer Bauteilebene und Systemebene. Für das thermische Design elektronischer Produkte ist es wichtig, ein genaues und effektives IC-Verpackungsmodell zu etablieren. Für Simulationen auf Platinenebene oder Systemebene mit einer großen Anzahl von IC-Paket, Es ist wichtiger, die Modellierungsgeschwindigkeit von IC-Paket. Eine bequeme und schnelle Modellbibliothek wird benötigt, um die Zeitlichkeit von Aufgaben zu verbessern und Rechenressourcen zu sparen. Die nächsten beiden Artikel werden kurz die Arten von IC-Verpackungsmodellen diskutieren, die üblicherweise im Engineering verwendet werden, und stellen die IC-Paket Modellierungsmethoden in Simcenter Flotherm.

Die IC-Verpackungsmodellierung wird hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Detailed Thermal Model (DTM) und Compact Thermal Model (CTM).

ein Punkt eins

DTMDTM ist die Verwendung von Simulationswerkzeugen, um die tatsächliche physikalische Struktur und Materialien von IC-Verpackungen so spezifisch wie möglich zu imitieren und zu kopieren, in der Regel kombiniert mit dem CAD-Modell von IC-Verpackungen. Daher ist DTM vom Aussehen her immer dem tatsächlichen IC-Paket ähnlich. Das detaillierte Modell wird jedoch auch die Komponenten in der Verpackung entsprechend den Anforderungen der untersuchten Probleme angemessen vereinfachen, wie zum Beispiel das Ersetzen des BGA-Lötkugels durch einen Würfel mit konstanter Gesamtgröße, Ersetzen der tatsächlichen Substratführung durch ein Substrat mit einem gegebenen Kupfergehalt usw. Die Kombination von Messwerkzeugen und Simulationswerkzeugen kann DTM auch kalibrieren und den Fehler zwischen DTM-Strukturfunktion und tatsächlicher Paketstrukturfunktion auf weniger als 3%. Im zweiten Abschnitt dieses Artikels wird die Modellkalibrierungsfunktion von Simcenter Flotherm näher erläutert.

DTM hat eine hohe Genauigkeit und ist unabhängig von Randbedingungen. Es wird häufig für Chip- oder Paketdesign und -herstellung verwendet, wie typische Paketparametercharakterisierung, Paketdesignoptimierung usw. Aufgrund des großen Unterschieds in der Größe der Komponenten innerhalb von IC-Paketen erzeugt DTM jedoch ein zu großes Gitter, wodurch die Simulationseffizienz reduziert wird. Daher wird für die Simulation auf Boardebene empfohlen, dass nur wichtige Pakete detailliert modelliert werden, während die Simulation auf Systemebene oder über der Simulation liegt, da sie eine große Anzahl von Paketen enthält, normalerweise kein DTM verwendet, sondern CTM-Beschreibung verwendet.

ein Punkt zwei

CTMCTM ist ein Verhaltensmodell, das nicht die tatsächliche physikalische Struktur oder Materialien von IC-Paketen modelliert, sondern die thermodynamische Reaktion von IC-Paketen auf die Umgebung simuliert. Es zielt darauf ab, die Temperatur mehrerer Schlüsselstandorte (wie Knoten, Schalen und Leitungen) genau vorherzusagen, in der Regel in Form eines Wärmewiderstands-Wärmekapazität-Netzwerks.

Die beiden am häufigsten verwendeten CTMs sind das Dual Thermal Resistance (2R) Modell und das DELPHI Modell. Das 2R Modell ist das einfachste und am weitesten verbreitete Modell. Seine Struktur ist in der folgenden Abbildung dargestellt, einschließlich drei Knoten: Kreuzung, Gehäuse und Platine θ JC (Kreuzung zu Gehäuse) und θ JB (Verbindung zu Platine) zwei thermische Widerstände. Die JEDEC-relevanten Normen definieren das Messverfahren, auf das verwiesen werden kann.

Der Vorteil des 2R-Modells ist, dass seine Struktur einfach und klar ist, und der thermische Widerstand durch Experimente gemessen werden kann, so dass es in der Modellierung auf Brettebene oder Systemebene von mehreren Paketen weit verbreitet ist; Seine Konstruktionsmethode bestimmt jedoch, dass der Fehler des 2R-Modells unter bestimmten Arbeitsbedingungen nicht im Voraus berechnet werden kann.

In Anbetracht der Vor- und Nachteile des 2R-Modells wird empfohlen, das 2R-Modell zu verwenden, um die Übergangstemperatur in der Anfangsphase grob vorherzusagen. In der späteren Phase des Entwurfs ist das 2R-Modell für Parametervergleichsanalyse besser geeignet als die spezifische Temperatur-/Wärmeflussvorhersage.

In den letzten Jahren, Immer mehr Lieferanten haben begonnen, DELPHI-Modelle für IC-Paket Produkte zur Erleichterung der thermischen Simulationsanalyse der Anwender, und die Popularität der DELPHI Modelle steigt. Einige elektronische thermische Simulationssoftware, wie Simcenter Flotherm, Bereitstellung einer großen Anzahl von Vorlagen für Benutzer, um DELPHI-Modelle und andere CTMs oder DTMs einfach und schnell aufzubauen. Nächster, IC-Paket Dieser Artikel stellt die Methoden des Bauens verschiedener thermischer Modelle in Simcenter Flotherm vor.