IC熱、磁場特性分析技術(shù)研究.pdf

1、隨著IC技術(shù)朝著高集成化、小型化的方向發(fā)展,芯片功率不斷增加和封裝體積不斷減小導(dǎo)致電子元件的功耗和發(fā)熱迅速增加,使得IC散熱問題成為了阻礙電子技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展的一個至關(guān)重要的問題;另外,隨著IC內(nèi)部工作頻率越來越高,由此帶來的IC電磁兼容性問題也不容忽視。隨之而來的IC可靠性問題直接影響著電子整機(jī)的工作性能。因此,在電子整機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)中,十分注重IC的可靠性研究,而正確、有效的IC熱、磁場特性分析技術(shù)能較大程度上提高IC的可靠性,

2、從而提高整機(jī)產(chǎn)品的競爭力。本文基于這一思想,結(jié)合國防基礎(chǔ)科研項目——通信整機(jī)快速三維布線技術(shù)及其工程化,對IC的熱、磁場特性分析技術(shù)進(jìn)行了全面、深入的研究。
　　基于IC熱特性分析機(jī)理,對IC的熱特性分析技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。所作的主要工作:1、針對傳統(tǒng)熱分析方法的局限性,現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)計中的正交試驗(yàn)以及表面響應(yīng)法與傳統(tǒng)的熱仿真相結(jié)合提出了IC可靠性熱優(yōu)化設(shè)計技術(shù),從而成為IC熱特性分析及熱優(yōu)化設(shè)計的有力工具。2、以QFP封裝器件為分

3、析對象,利用有限元仿真技術(shù)初步分析了QFP器件主要結(jié)構(gòu)組成部分的溫度分布,得出了不同外界冷卻條件和不同封裝參數(shù)對芯片結(jié)溫(最高溫度)的影響和影響QFP器件熱性能的一些主要因素。3、針對QFP的不同的封裝參數(shù),建立了正交試驗(yàn)表,進(jìn)行了不同參數(shù)組合下的熱仿真,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了簡單的分析。4、基于正交試驗(yàn)表的仿真結(jié)果,采用表面響應(yīng)法對QFP進(jìn)行封裝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計,得出預(yù)測芯片結(jié)溫的響應(yīng)回歸方程,并評價了回歸方程的精確度。最后分析了各封裝參量

4、對芯片結(jié)溫的影響,從而獲得理想的設(shè)計參數(shù)及最優(yōu)化的熱性能。該方法具有一定的普遍性,可應(yīng)用于其他類型的封裝器件。
　　基于IC磁場特性分析機(jī)理,對IC的磁場特性分析技術(shù)也進(jìn)行了詳細(xì)的研究。所作的主要工作:1、基于IEC62014-3標(biāo)準(zhǔn),對標(biāo)準(zhǔn)中的IC電磁干擾等效電路模型進(jìn)行了改善,提出了IC電磁干擾預(yù)測的電路仿真方法。2、為了驗(yàn)證該方法的有效性,我們選取QFP器件為分析對象,對其進(jìn)行電磁干擾預(yù)測,并將仿真值與測量值進(jìn)行了比較。3、