Dati PCB - Come stabilire un modello di imballaggio IC accurato?

Come costruire un accurato Pacchetto IC Il modello è il problema chiave e la sfida della simulazione termica a livello elettronico dei componenti e del sistema. È importante per la progettazione termica dei prodotti elettronici stabilire un modello di imballaggio IC accurato ed efficace. Per la simulazione a livello di scheda o di sistema contenente un gran numero di Pacchetto IC, è più importante migliorare la velocità di modellazione di Pacchetto IC. È necessaria una libreria di modelli comoda e veloce per migliorare la tempestività delle attività e risparmiare risorse informatiche. I prossimi due articoli discuteranno brevemente i tipi di modelli di imballaggio IC comunemente utilizzati in ingegneria, e introdurre la Pacchetto IC metodi di modellazione in Simcenter Flotherm.

La modellazione degli imballaggi IC è divisa principalmente in due categorie: Modello Termico Detailed (DTM) e Modello Termico Compatto (CTM).

un punto uno

DTMDTM consiste nell'utilizzare strumenti di simulazione per imitare e copiare la struttura fisica effettiva e i materiali degli imballaggi IC nel modo più specifico possibile, solitamente combinati con il modello CAD degli imballaggi IC. Pertanto, dall'aspetto, DTM è sempre simile al pacchetto IC effettivo. Tuttavia, il modello dettagliato semplificherà anche adeguatamente i componenti della confezione in base ai requisiti dei problemi studiati, come la sostituzione della matrice di sfere di saldatura BGA con un cubo con dimensioni complessive coerenti, la sostituzione dell'attuale routing del substrato con un substrato con un dato contenuto di rame, e così via. La combinazione di strumenti di misura e strumenti di simulazione può anche calibrare DTM, riducendo l'errore tra la funzione della struttura DTM e la funzione effettiva della struttura del pacchetto a meno del 3%. La seconda sezione di questo articolo discuterà ulteriormente la funzione di calibrazione del modello di Simcenter Flotherm.

DTM ha un'elevata precisione ed è indipendente dalle condizioni al contorno. È spesso usato per la progettazione e la produzione di chip o pacchetti, come la caratterizzazione tipica dei parametri dei pacchetti, l'ottimizzazione della progettazione dei pacchetti, ecc Tuttavia, a causa della grande differenza nelle dimensioni dei componenti all'interno dei pacchetti IC, DTM genererà una griglia troppo grande, riducendo l'efficienza della simulazione. Pertanto, per la simulazione a livello di scheda, si raccomanda di modellare in dettaglio solo pacchetti importanti, mentre la simulazione a livello di sistema o superiore, poiché contiene un gran numero di pacchetti, di solito non utilizza DTM, ma utilizza la descrizione CTM.

un punto due

CTMCTM è un modello comportamentale che non modella la struttura fisica effettiva o i materiali dei pacchetti IC, ma piuttosto simula la risposta termodinamica dei pacchetti IC all'ambiente. Esso mira a prevedere con precisione la temperatura di diverse posizioni chiave (come nodi, gusci e cavi), solitamente sotto forma di una rete di capacità termica di resistenza termica.

I due CTM più comunemente utilizzati sono il modello a doppia resistenza termica (2R) e il modello DELPHI. Il modello 2R è il più semplice e il più utilizzato. La sua struttura è mostrata nella figura sottostante, comprendente tre nodi: giunzione, cassa e scheda θ JC (giunzione a cassa) e θ JB (giunzione a scheda) due resistenze termiche. Le norme relative al JEDEC definiscono il metodo di misurazione cui si può fare riferimento.

Il vantaggio del modello 2R è che la sua struttura è semplice e chiara e la resistenza termica può essere misurata attraverso esperimenti, quindi è ampiamente utilizzato nella modellazione a livello di bordo o a livello di sistema di pacchetti multipli; Tuttavia, il suo metodo di costruzione determina che l'errore del modello 2R in condizioni di lavoro specifiche non può essere calcolato in anticipo.

Considerando i vantaggi e gli svantaggi del modello 2R, si consiglia di utilizzare il modello 2R per prevedere approssimativamente la temperatura di giunzione nella fase iniziale della progettazione. Nella fase successiva della progettazione, il modello 2R è più adatto per l'analisi del confronto dei parametri rispetto alla previsione specifica del flusso di calore/temperatura.

Negli ultimi anni, Sempre più fornitori hanno iniziato a fornire modelli DELPHI per Pacchetto IC prodotti per facilitare l'analisi della simulazione termica degli utenti, e la popolarità dei modelli DELPHI è in aumento. Alcuni strumenti software di simulazione termica elettronica, come Simcenter Flotherm, fornire anche un gran numero di modelli per gli utenti per stabilire facilmente e rapidamente modelli DELPHI e altri CTM o DTM. Avanti, Pacchetto IC Questo articolo introdurrà i metodi di costruzione di vari modelli termici in Simcenter Flotherm.