芯片封装建模工具-Simcenter Flotherm Package Creator介绍

利用Simcenter Flotherm Package Creator芯片封装工具可以帮助你在几分钟内创建出一个常用的IC封装详细模型，Package Creator可以基于CAD来创建简洁的热模型，能够大大减少建模时间和常见错误。

随着电子产品的多元化，社会上所有的行业都不同程度的增加了其领域产品的复杂性，特别是在汽车和运输、航空航天和国防、电子和半导体以及消费类产品行业的影响尤为突出。虽然产品的复杂性在增加，但产品设计的时间和预算却在减少，同时功率密度也在增加。

这使得有效地散热变得更加困难，从而降低产品性能和导致可靠性问题，并进一步导致产品安全性问题。 Simcenter Flotherm Package Creator可以帮助热工程师在几分钟内创建精确详细的热模型，还支持快速、高保真的热设计，让公司能够更快地完成热设计活动，且不需要重新制作印刷电路板。  

一、Package Creator的优势

涵盖所有主流芯片封装

生成精确的三维CAD模型

附带所有材料和热特性，可以在Simcenter中使用FlothermXT和Simcenter FLOEFD(作为电子散热的一部分)

准确预估作为热可靠性主要指标的结温

默认向导快速建模，具有完整的撤销和重做功能

模型符合JEDEC标准

芯片上可建金属导电3D结构以及bond wire 焊接导电线3D结构；芯片die可映射功率密度（power-map）

使用Simcenter T3STER 和Simcenter POWERTESTER 测试得到的结构函数校准Package Creator建立的详细3D模型，在时间和空间上预测节温，实现超过99%统计精度

已创建的FloTHERM中的封装设计可读入、修改和保存；根据设计变更，可更新封装模型或创建相同产品的系列封装模型而成模型库  

二、Package Creator提供的解决方案

Package Creator可以支持16种主流的芯片封装家族。如果接受Package Creator的默认设置，工程师们可以在系统内直接导入创建器模型，这样仅需几分钟内甚至几秒钟就可创建一个模型。

图1 Package Creator提供支持的16种主流芯片封装家族

Package Creator模块可直接导入Simcenter Flotherm XT，然后将其转换为基于Parasolid为基础的CAD。这些模型是由参数化和自动生成的，也就意味着可以摆脱CAD建立几何图形错误，无需模型简化，简单地即插即用!

半导体公司和封装公司可以使用Package Creator为其客户创建模型，而系统集成商和其他最终用户公司可以使用Package Creator创建供应链中无法获得的封装的热模型。

三、Package Creator支持的封装类型

Peripheral Packages周边封装:

LQFP, TQFP, MQFP, SSOP, TSOP, TSSOP, SOP, QFN

Ball Grid Arrays球网格阵列:

FOWLP, Wirebond PBGA, Flip Chip PBGA, Chip Array

Power Discrete Packages功率分立封装:

Thin TO263, TO263, TO220, TO252

四、Package Creator功能介绍

基于Wizard-based的工作流程

Package Creator会基于Wizard-based的工作流程来引导您完成创建封装的步骤，首先选择封装样式并为封装命名、设置热功率以及可选的裸片大小(如果已知)。系统会自动为所有其他结构、材料参数提供默认值，这些参数可以在向导建模过程中修改。

图2 在Package Creator中选择封装类型与尺寸

图3 创建封装中焊线结构、芯片尺寸、die功率及尺寸、

QFN封装厚度选择

图4隐藏了封装外壳但显示键合线属性的QFN封装

基于SmartPart的搭建

Package Creator内嵌的FloTHERM Smartparts工具可以基于各种几何参数，快速建立详细3D芯片封装模型，而材料属性参数都可以修改编辑。

这些参数，如芯片、键合线、芯片连接等是SmartParts内部的封装创建提供的参数化定义，一些参数可以在不同的细节层次建模，例如：键合线可以用每条线的全部几何细节来表示，也可以用每个键合线区域的紧凑表示；Die可以是单个电源，也可以是指定为表格或从文件导入的功率图。

图5利用FloTHERM Smart Parts 建立详细封装三维结构

详细模型的热校准

可以通过Simcenter T3STER和Simcenter POWERTESTER测量实际芯片在不同环境下的热瞬态响应。使用带有额外的校准许可证的Simcenter Flotherm XT Ultra 版本，可以根据测量数据自动校准详细的热模型，调整模型参数使其与实际芯片的响应相匹配，从而在空间和时间上提供超过 99% 的仿真精度。

图6使用Simcenter Flotherm Package Creator创建多种封装模型，可用于在Simcenter FlothermXT中进行PCB热分析

材料库

Package Creator拥有自己的材料库，也可以导入其他材料库，比如Flotherm XT的整个数据库。数据材料可以复制或修改，当然也可以添加新的材料。材料具有各向同性、双向异性或正交三向异性热传导率。所有材料参数选项都支持通过表格定义的温度函数的热导率，为我们提供了充分的灵活性。

 



审核编辑：刘清