【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片封装仿真建模领域，更具体地，涉及一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法及系统。
技术介绍
1、目前芯片封装越来越集成化，高密度的封装导致焊球往小而密的方向发展，而芯片封装由于不同材料的热膨胀系数的差异导致芯片封装的翘曲，从而引发芯片封装的机械可靠性问题。数值模拟的方法可以降低产品的试验成本，缩短设计周期。
2、高密度芯片封装焊球数量多且尺寸小，和芯片存在较大的尺寸差异；如果完全根据结构尺寸进行建模则会导致有限元计算中的网格数量巨大，超出目前有限元软件处理的极限，存在现有计算机无法提交计算的问题。因此，仿真模型中需要对芯片封装焊球数量进行等效稀疏化处理，以满足仿真模型的构建以及翘曲度的高效数值计算。
3、目前焊球模型的等效处理方法有很多种，比如全局材料均匀化法、子模型法、局部材料均匀化法。但是子模型法和局部材料均匀化法并不能有效降低仿真模型的复杂度，全局材料均匀化法对所有焊球和底填胶进行完全简化，导致仿真结果和真实结果存在较大出入，因此在计算芯片封装翘曲时需要更加精确的焊球等效方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法及系统，实现芯片封装的快速数值模拟，旨在解决高密度芯片封装数值模拟网格数量多，计算时间久，甚至现有计算机无法计算翘曲度的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，包括以下步骤：
3、以实际
4、基于稀疏化等效后焊球排布阵列，构建芯片封装可靠性模型，并对芯片封装可靠性模型进行网格划分；
5、对网格划分后的芯片封装可靠性模型，建立数值模拟的准静态粘弹分析步，施加对称约束条件，以及加载温度冲击载荷；
6、使用有限元分析方法，求解温度冲击载荷下芯片封装可靠性模型厚度方向的位移量，获取芯片封装的翘曲度；
7、其中，芯片封装可靠性模型为通过模拟包含芯片、基板、焊球和底填胶的芯片封装结构，计算芯片封装可靠性的立体模型。
8、进一步优选地，稀疏化等效后单个焊球的体积为：
9、
10、其中，为稀疏化等效后的单个焊球的体积；为稀疏化等效前焊球的总体积； m为稀疏化等效后的焊球个数；
11、将焊球等效为圆柱形，稀疏化等效后焊球的直径为：
12、
13、其中， d为稀疏化等效后焊球的直径； h为焊球的高度。
14、进一步优选地，对芯片封装可靠性模型进行网格划分的方法，具体为：
15、将芯片封装可靠性模型中的焊球和底填胶划分为六面体网格，芯片和基板也划分为六面体网格；其中，单个焊球至少划分成4层，每层至少设置8个六面体网格；底填胶至少划分为四层六面体网格，底填胶对应的六面体网格节点和焊球中的六面体网格节点做共节点耦合处理。
16、进一步优选地，稀疏化等效后焊球排布阵列中焊球之间均匀等距排布。
17、第二方面，本专利技术提供了一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，包括：
18、焊球稀疏化处理模块，用于以实际基板与芯片之间的焊球排布阵列为基准，保持焊球覆盖面大小、焊球相对底填胶所占体积以及焊球高度不变，增大单个焊球的体积和焊球之间的间距，获取稀疏化等效后焊球排布阵列；其中，基板位于芯片底部，焊球被底填胶包围；
19、芯片封装可靠性模型初始构建模块，用于基于稀疏化等效后焊球排布阵列，构建芯片封装可靠性模型，并对芯片封装可靠性模型进行网格划分；
20、模型参数条件加载模块，用于对网格划分后的芯片封装可靠性模型，建立数值模拟的准静态粘弹分析步，施加对称约束条件，以及加载温度冲击载荷；
21、翘曲度计算模块，用于使用有限元分析方法，求解温度冲击载荷下芯片封装可靠性模型厚度方向的位移量，获取芯片封装的翘曲度；
22、其中，芯片封装可靠性模型为通过模拟包含芯片、基板、焊球和底填胶的芯片封装结构，计算芯片封装可靠性的立体模型。
23、进一步优选地，焊球稀疏化处理模块中稀疏化等效后单个焊球的体积为：
24、
25、其中，为稀疏化等效后的单个焊球的体积；为稀疏化等效前焊球的总体积； m为稀疏化等效后的焊球个数；
26、将焊球等效为圆柱形，稀疏化等效后焊球的直径为：
27、
28、其中， d为稀疏化等效后焊球的直径； h为焊球的高度。
29、进一步优选地，芯片封装可靠性模型初始构建模块中对芯片封装可靠性模型进行网格划分的方法，具体为：
30、将芯片封装可靠性模型中的焊球和底填胶划分为六面体网格，芯片和基板也划分为六面体网格；其中，单个焊球至少划分成4层，每层至少设置8个六面体网格；底填胶至少划分为四层六面体网格，底填胶对应的六面体网格节点和焊球中的六面体网格节点做共节点耦合处理。
31、进一步优选地，焊球稀疏化处理模块中稀疏化等效后焊球排布阵列中焊球之间均匀等距排布。
32、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种进一步优选地所描述的方法。
33、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种进一步优选地所描述的方法。
34、第五方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种进一步优选地所描述的方法。
35、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
36、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
37、本专利技术提供了一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法及系统，其中，保持焊球覆盖面大小、焊球相对底填胶所占体积以及焊球高度不变，增大单个焊球的体积，将焊球等效为圆柱形，焊球和焊球间距变大，从而在进行数值模拟时，六面体网格密度变小，总体的网格数量变少；而数值模拟的计算时间和网格数量正相关，因此，对焊球进行稀疏化等效可以减少对芯片封装可靠性模型的计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，稀疏化等效后单个焊球的体积为：
3.根据权利要求1或2所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，对芯片封装可靠性模型进行网格划分的方法，具体为：
4.根据权利要求1所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，稀疏化等效后焊球排布阵列中焊球之间均匀等距排布。
5.一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，焊球稀疏化处理模块中稀疏化等效后单个焊球的体积为：
7.根据权利要求5或6所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，芯片封装可靠性模型初始构建模块中对芯片封装可靠性模型进行网格划分的方法，具体为：
8.根据权利要求5所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，焊球稀疏化处理模块中稀疏化等效后焊球排布阵列中焊球之间均匀等距排布。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-4任一所述的方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-4任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，稀疏化等效后单个焊球的体积为：
3.根据权利要求1或2所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，对芯片封装可靠性模型进行网格划分的方法，具体为：
4.根据权利要求1所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的方法，其特征在于，稀疏化等效后焊球排布阵列中焊球之间均匀等距排布。
5.一种芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的芯片封装可靠性模型求解翘曲度的系统，其特征在于，焊球稀疏化处理模块中稀疏化等效后单个...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽丹，王诗兆，陈冉，余可，张适，
申请(专利权)人：武创芯研科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：
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