Blogue PCB - Comment construire un modèle d'encapsulation IC précis?

Comment établir la préciSion Encapsulation IC Les modèles sont un problème clé et un défi pour la simulation thermique au niveau des composants électroniques et au niveau du système. L'établissement d'un modèle d'emballage IC précis et efficace est essentiel à la conception thermique des produits électroniques. Pour contenir de grandes quantités Encapsulation IC, Plus important encore, améliorer Encapsulation IC. Pour améliorer la rapidité des tâches et économiser des ressources informatiques, une bibliothèque de modèles pratique et rapide est nécessaire. Les deux prochains articles discuteront brièvement des types de modèles d'encapsulation IC couramment utilisés en ingénierie, Et présenter Encapsulation IC Méthodes de modélisation dans simcenter flotherm.

La modélisation d'encapsulation IC est principalement divisée en deux catégories: les modèles thermiques détaillés (DTM) et les modèles thermiques compacts (CTM).

Un peu un

Dtmdtm est l'utilisation d'outils de simulation pour simuler et reproduire aussi précisément que possible la structure physique réelle et les matériaux de l'encapsulation IC, souvent en combinaison avec le modèle Cao de l'encapsulation IC. Par conséquent, en apparence, le DTM est toujours similaire au boîtier IC réel. Cependant, le modèle détaillé simplifiera également de manière appropriée les composants dans le boîtier en fonction des exigences du problème étudié, par example en remplaçant le réseau de billes de soudage BGA par des cubes de dimensions globales homogènes, en remplaçant le câblage réel du substrat par un substrat ayant une teneur en cuivre donnée, Etc.. La combinaison d'outils de mesure et d'outils de simulation permet également d'étalonner le DTM, ce qui réduit l'erreur entre la fonction structurelle du DTM et la fonction structurelle du paquet réel à moins de 3%. La deuxième partie de cet article traite plus en détail des fonctions de calibrage du modèle de simcenter flotherm.

Le DTM a une grande précision et est indépendant des conditions aux limites. Il est souvent utilisé dans la conception et la fabrication de puces ou de boîtiers, par exemple pour la caractérisation typique des paramètres de boîtier, l'optimisation de la conception de boîtier, etc. cependant, en raison de la grande différence de taille des composants internes du boîtier IC, le DTM générera un maillage surdimensionné, réduisant l'efficacité de La simulation. Par conséquent, pour les simulations au niveau de la carte, il est recommandé de modéliser en détail uniquement les paquets importants, tandis que les simulations au niveau du système ou au - delà, car elles contiennent un grand nombre de paquets, n'utilisent généralement pas de DTM, mais une description CTM.

Un peu deux

La modélisation compacte ctmctm est un modèle comportemental qui ne simule pas la structure physique réelle ou le matériau de l'emballage IC, mais plutôt la réponse thermodynamique de l'emballage IC à l'environnement. Il est conçu pour prédire avec précision la température à plusieurs endroits clés tels que les nœuds, les boîtiers et les conducteurs, généralement sous la forme de réseaux de capacité thermique à résistance thermique.

Les deux CTM les plus couramment utilisés sont le modèle à double résistance thermique (2R) et le modèle Delphi. Le modèle 2R est le plus simple et le plus largement utilisé. Sa structure est illustrée ci - dessous et comprend trois nœuds: le câblage, le boîtier et la carte. Les normes jedec définissent les méthodes de mesure et peuvent être consultées.

L'avantage du modèle 2R est sa structure simple et claire, la résistance thermique peut être mesurée expérimentalement et est donc largement utilisée dans la modélisation au niveau de la carte ou du système de plusieurs boîtiers; Cependant, sa méthode de construction détermine que les erreurs du modèle 2R dans des conditions de travail spécifiques ne peuvent pas être pré - calculées.

Compte tenu des avantages et des inconvénients du modèle 2R, il est recommandé de prévoir grossièrement la température de jonction en utilisant le modèle 2R au début de la conception. Plus tard dans la conception, le modèle 2R est mieux adapté à l'analyse comparative paramétrique que la prédiction de la température spécifique / flux de chaleur.

Ces dernières années, De plus en plus de fournisseurs commencent à travailler pour Encapsulation IC Produits pour faciliter l'analyse de simulation thermique de l'utilisateur, La popularité du modèle Delphi augmente. Quelques outils logiciels de simulation thermique électronique, Par exemple simcenter flotherm, De nombreux modèles sont également disponibles pour les utilisateurs afin de créer facilement et rapidement des modèles Delphi et d'autres CTM ou DTM. Suivant, Encapsulation IC Cet article décrit les méthodes de construction de différents modèles thermiques dans simcenter flotherm.