一种基于场路耦合的制造技术

本发明专利技术涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种基于场路耦合的

【技术实现步骤摘要】
一种基于场路耦合的LFBGA封装电热联合仿真方法


[0001]本专利技术涉及芯片封装
，尤其涉及一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法
。

技术介绍

[0002]随着科技的迅猛发展，电子产品的地位日益重要，已成为人们生活不可或缺的一部分
。
因此，电子设备的研究一直是科研界的重点项目
。
在电子电路的设计中，电热效应是一个重要的考虑因素
。
如果电子产品使用功率过高，会导致电路板过热，从而损坏电子产品并缩短使用寿命
。
因此，在设计电子产品时，需要考虑如何最大限度地减少电热转换效率，并充分考虑
LFBGA
与电热联合模型相结合，以满足高功率
、
低热能转换和
LFBGA
封装处理的需求
。
[0003]电热联合封装技术是一种有效解决芯片热问题的方法，可以提高芯片的工作效率和稳定性，同时也可以延长芯片的使用寿命
。
以有限元分析
FEA(Finite Element Analysis)
与
IHT(Instantaneous Heat Transfer)
为例，
FEA
可以处理复杂的几何结构和材料属性
。
但是
FEA
计算量较大，需要大量的计算资源，因此计算时间较长
。IHT
方法主要考虑了不同材料之间的热阻
、
热容和热传导
。
这种方法的优点是计算速度快，对计算资源的需求较低
。
然而，
IHT
通常不适用于处理复杂的多物理场耦合问题，其准确性相对较低
。
[0004]目前的球栅阵列封装
LFBGA
电热联合仿真方法往往没有考虑到电路芯片本身材料的散热能力，因此存在准确性不足的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提出了一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法
。
[0006]本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：
[0007]一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法，包括以下步骤：
[0008]S1、
建立
LFBGA
封装热阻模型；首先模拟其散热能力；根据
JEDEC
标准，芯片结点与环境之间的热阻通常使用符号
θ
来表示，二者之间的转换关系式为：
[0009][0010]式
(1)
中，
Q
表示该模型中
LFBGA
封装的芯片功耗；
T1表示芯片的节点温度；
T0表示周边环境的温度；
[0011]S2、
基于场路耦合计算电热联合芯片散热关系式；通过场路耦合方式发现热阻模型与温度的关系：
[0012][0013]式
(2)
中，
μ
(T)
表示电子迁移率，单位为
cm2/(V
·
s)
；
μ0表示当电子迁移系数为0时
的电子迁移率，单位为
cm2/(V
·
s)
；
T0、T1单位为
℃
；
α
表示经验常数，取值为
0.25
；在另外的场路耦合原理中，计算电路板内部的电流参数：
[0014][0015]式
(3)
中，
I(T)
表示
T
温度该电路板所经历的电流系数，单位为
A
；
T0、T1单位为
℃
；
α
取值为
0.36
；
[0016]S3、LFBGA
封装电热联合仿真；采用半解析模型建立了基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法，使用成熟度较高的电子元件，结合自身特性在计算机中进行电子电路的仿真
。
[0017]作为本专利技术的优选技术方案，还需要建立基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合功耗模型，并在该功耗模型中开启分段型差值算法，分别提取开通能耗
、
关闭能耗的函数关系式；然后将该关系式的所有模型全部导入到电模型以及功耗计算模型中，通过理想化的封装，将开关控制的电子元件设置为阈值电压，并通过
LFBGA
打通封装结构
。
[0018]本专利技术所述的一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0019](1)
本专利技术提出了一种基于场路耦合原理的
LFBGA
封装电热联合仿真方法，通过在仿真程序中添加电路板材料的散热功能，提高了仿真分析方法的准确性
。
通过实验将该仿真方法与现有的方法相对比，其在电压与电流的计算中准确性均高于其他方法，能够得到更准确的仿真数值，较现有的仿真方法更优越
。
[0020](2)
本专利技术提出了一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法具有以下优越性：能够综合考虑电路和热学特性，更准确地评估电热联合系统的性能；能够考虑电子产品的功率需求和热特性，实现能源的高效利用；能够优化电热联合系统的调度和路径，提高系统的性能和效率；能够考虑封装材料的热循环和膨胀系数对系统的影响，进行优化设计
。
[0021](3)
本专利技术提出了一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真分析方法，能够为电子产品的封装提供更准确和全面的信息，有助于提高系统的性能
、
可靠性和能源利用效率
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的多子载流单功率芯片工作原理示意图；
[0023]图2为本专利技术的
LFBGA
封装电热联合仿真方法流程示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例的实验组示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例的对照组1示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例的对照组2示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例的电流实验误差数据折线图；
[0028]图7为本专利技术实施例的电压实验误差数据折线图
。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好的理解本申请实施例中的技术方案，首先对本申请实施例中的部分符号进行解释说明，以便于本领域技术人员理解
。
[0030]一种基于场路耦合设计
LFBGA
封装电热联合仿真方法，具体包括以下步骤：
S1、
建立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于场路耦合的
LFBGA
封装电热联合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
建立
LFBGA
封装热阻模型；首先模拟其散热能力；根据
JEDEC
标准，芯片结点与环境之间的热阻通常使用符号
θ
来表示，二者之间的转换关系式为：式
(1)
中，
Q
表示该模型中
LFBGA
封装的芯片功耗；
T1表示芯片的节点温度；
T0表示周边环境的温度；
S2、
基于场路耦合计算电热联合芯片散热关系式；通过场路耦合方式发现热阻模型与温度的关系：式
(2)
中，
μ
(T)
表示电子迁移率，单位为
cm2/(V
·
s)
；
μ0表示当电子迁移系数为0时的电子迁移率，单位为
cm2/(V
·
s)
；
T0、T1单位为
℃
；
α
表示经验常数，取值为

【专利技术属性】
技术研发人员：张铎，宗轩逸，赵婧雯，程实，蔡燕，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：