搜索FEM之工程應(yīng)用---電子產(chǎn)品熱分析程序開發(fā)
2016-09-03 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
微電子器件封裝中往往都要使用多種不同熱膨脹系數(shù)的材料,由于材料間的熱失配及制造和使用過程中的溫度變化,使得各層材料及界面都將承受不同的熱應(yīng)力。層間界面熱應(yīng)力和端部處的熱應(yīng)力集中常常造成封裝結(jié)構(gòu)的脫層破壞,從而導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)的失效。封裝的熱應(yīng)力分析是對封裝工藝和結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性評價(jià)的基本要求,因而預(yù)測在封裝和使用過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力有著重要的意義。
在前面的文章中介紹了熱力求解器開發(fā)的一些工作,為了能讓工程師實(shí)際用起來還需要如下:
1. CAD編輯器,封裝中的幾何一般都比較簡單,為了參數(shù)化和方便設(shè)計(jì),最好提供幾何建模功能;
2. 網(wǎng)格劃分需要傻瓜化,不讓用戶干預(yù);
3. 方便的讓用戶設(shè)置材料和邊界;
4. 后處理器顯示計(jì)算結(jié)果,各部件的XYplot,云圖,不同應(yīng)力分析,任意一點(diǎn)查詢。
該軟件用可以作為一個插件放到專業(yè)的EDA軟件包中,提供以下功能:
1. 提供第三方CAD接口,提供CAD參數(shù)化建模。
2. 求解器支持流體計(jì)算,多種熱邊界和熱荷載
3. 網(wǎng)格自動劃分,自適應(yīng)劃分
4. 其它CAE軟件通用功能
5. 直接導(dǎo)入Cadence 文件 *.brd, *.mcm *.sip等
市面上有專門針對電子產(chǎn)品熱分析的軟件,比如Icepak,現(xiàn)在屬于Ansys產(chǎn)品系列,提供了電子產(chǎn)品自板級,模塊,整機(jī)和環(huán)境的熱仿真。可以支持熱傳導(dǎo),熱輻射,氣體流體等,求解器可采用Fluent。
求解器的開發(fā)必須和實(shí)際結(jié)合應(yīng)用才有價(jià)值,本文介紹開發(fā)的前后處理器和熱應(yīng)力求解器在芯片封裝熱應(yīng)力分析中的應(yīng)用。
程序介紹:
1. 獨(dú)立的幾何建模和顯示引擎;
2. 荷載可以加載到 選中的點(diǎn)/線/面上;
3. 選中實(shí)體設(shè)置材料;
4. 提供了Tetgen,Gmsh以及商業(yè)網(wǎng)格引擎的接口;
5. 有限元模型可以導(dǎo)出為inp的格式,當(dāng)然也可以擴(kuò)展導(dǎo)出為 Nastran/Ansys等格式;
6. 后處理支持顯示溫度,應(yīng)力;
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