一种封装芯片热仿真模型的构建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种封装芯片热仿真模型的构建方法和装置，该方法包括以下步骤：基于样本封装芯片及其热量实测数据确定样本封装芯片的基本热仿真模型；扩展基本热仿真模型的输入特征集，并运行所述基本热仿真模型以获得与扩展后的所述输入特征集对应的输出特征集；以及利用机器学习算法对所述基本热仿真模型进行训练，以得到适用于不同封装工艺和不同材料的样本封装芯片的热仿真模型

【技术实现步骤摘要】
一种封装芯片热仿真模型的构建方法和装置


[0001]本专利技术涉及芯片封装领域，具体涉及一种封装芯片热仿真模型的构建方法以及封装芯片热仿真模型的构建装置
。

技术介绍

[0002]集成电路载板是高密度封装的关键材料之一，同时也是集成电路芯片的载体，在封装中起到对芯片的支撑
、
散热
、
保护及电信号传输等作用
。
载板从材料介质方面包括硬
/
刚性
、
软
/
柔性或陶瓷
、
塑料等
。
芯片封装则是将集成电路裸片
(Die)
放到一块载板上，将管脚引出来后用特定结构的外壳固定包装成为一个整体，从结构方面常用的封装模式已有近
40
种
。
现有技术中对于封装工艺及结构的选取经常依靠经验进行判断
。
传统的热性能仿真验证方法，主要是将芯片作为一个简单热源，构建含有芯片封装外壳和载板的封装芯片模型来进行仿真，对于不同的结构和工艺材料需要重新建模，实际测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种封装芯片热仿真模型的构建方法，其特征在于，包括：基于样本封装芯片及其热量实测数据确定适用于所述样本封装芯片的封装类型的基本热仿真模型；扩展所述基本热仿真模型的输入特征集，并运行所述基本热仿真模型以获得与扩展后的所述输入特征集对应的输出特征集，每一输入特征集以及基于该输入特征集所获得的输出特征集构成一组仿真数据；以及利用机器学习算法对所述基本热仿真模型进行训练，以得到适用于不同封装类型的封装芯片的热仿真模型，其中，训练样本包括所述仿真数据和所述多组实测数据，至少部分的所述仿真数据的输入特征集中的封装类型与所述样本封装芯片的封装类型不同
。2.
如权利要求1所述的封装芯片热仿真模型的构建方法，其特征在于，基于样本封装芯片及其热量实测数据确定所述样本封装芯片的基本热仿真模型包括：基于所述样本封装芯片的封装结构和封装工艺确定对应的基础热仿真模型，所述基础热仿真模型包括载板模型
、
外壳模型
、
芯片衬底及热沉结构模型；获取所述样本封装芯片的热量分布的多组实测数据；以及利用所述多组实测数据对所述基础热仿真模型进行修正，以获得针对所述样本封装芯片的封装工艺和封装材料的基本热仿真模型
。3.
如权利要求2所述的封装芯片热仿真模型的构建方法，其特征在于，基于芯片及其封装工艺确定对应的样本封装芯片的基础热仿真模型包括：基于所述样本封装芯片中的载板的信号层层数
、
内电层层数
、
过孔位置
、
过孔的物理尺寸以及布线情况，构建对应于所述样本封装芯片的载板模型；基于所述样本封装芯片的外壳结构
、
物理尺寸
、
键合层
、
引脚数量
、
引脚位置和焊盘层尺寸构建出对应于所述样本封装芯片的外壳模型；基于所述样本封装芯片的芯片衬底结构
、
热沉结构
、
粘接层和焊锡层的物理尺寸构建出对应于所述样本封装芯片的热沉结构模型；基于所述芯片在载板上的位置
、
所述芯片的尺寸以及晶体管在所述芯片上的位置确定所述芯片上的晶体管的尺寸和位置；基于所述芯片的封装工艺
、
粘接方式
、
载板特性
、
运行时的工况功耗
、
环境温度以及边界条件，确定所述基础热仿真模型的网格划分方式和传热方式；以及运行所述基础热仿真模型并获取仿真收敛后的热仿真数据，所述热仿真数据包括衬底层表层的温度分布数据
、
衬底层中心线的温度分布数据
、
所述芯片的最高温度及其位置
、
最高温度升幅
、
衬底层中心线的平均温度升幅以及所述样本封装芯片的最高温度
。4.
如权利要求3所述的封装芯片热仿真模型的构建方法，其特征在于，基于所述芯片的封装工艺
、
粘接方式
、
载板特性
、
运行时的工况功耗
、
环境温度以及边界条件，确定所述基础热仿真模型的网格划分方式和传热方式包括：基于所述芯片的载板的材料
、
层数
、
掺杂
、
过孔
、
外壳和粘接层的材料特性计算出所述载板的各向同异性热导率
、
温度和比热容；基于所述样本封装芯片的运行工况和工作环境确定所述样本封装芯片运行时的工况功耗
、
环境温度和边界条件；以及根据所述载板的各向同异性热导率
、
温度和比热容
、
工况功耗
、
环境温度以及边界条
件，确定出所述基础热仿真模型的网格划分方式和传热方式
。5.
如权利要求2所述的封装芯片热仿真模型的构建方法，其特征在于，扩展所述基本热仿真模型的输入特征集，并运行所述基本热仿真模型以获得与扩展后的所述输入特征集对应的输出特征集之前还包括：利用
Xi
＝
[cl,cw,cp,cm,cdis[],pl,pw,pp,ppad,bl1[],bl2[],ht[],btr[],cn1,cn2...cnn]i
表征任意一输入特征集，其中，
cl、cw、cp、cm、cdis[]、pl、pw、pp、ppad、bl1[]、bl2[]、ht[]、btr、cn1...cnn
分别为芯片的长度
、
芯片的宽度
、
芯片的额定功耗
、
芯片的衬底材料
、
芯片上的晶体管的数据集
、
芯片封装外壳的长度
、
芯片封装外壳的宽度
、
芯片封装外壳的引脚数量
、
芯片封装外壳的底部焊盘的焊接方式
、
载板的信号层的数据集
、
载板的内电层的数据集
、
载板上的过孔数据集
、
热沉结构的数据集
、
第一粘接层～第
n
粘接层的介质参数，所述芯片上的晶体管的数据集包括所述晶体管的位置和尺寸，所述载板的信号层的数据集包括所述信号层的层数和尺寸，所述载板的内电层的数据集包括所述内电层的层数和尺寸，所述载板上的过孔数据集包括所述过孔的位置及半径，所述热沉结构的数据集包括所述热沉结构的材料和尺寸；以及利用
Yi
＝
[Ts[p[]:v]],Tsm[p[]:v],Tcmax[v:p[]],Trmax,Trave,TPmax]
表征与所述输入特征集
Xi
对应的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊，姜鑫，
申请(专利权)人：南京米乐为微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：