[发明专利]基于等效包含法的半导体器件热结构仿真分析方法和装置

权利要求书

1.一种基于等效包含法的半导体器件热结构的仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：

根据设定外壳尺寸参数和设定外壳材料参数，构建封装外壳；

根据设定热源规则，构建所述封装外壳的热源；

根据目标结构的尺寸参数和所述目标结构在半导体器件中的位置参数，构建所述目标结构的表面边界条件；

对包含所述封装外壳、所述热源和所述目标结构的表面边界条件的热结构模型进行等效包含法仿真，获得所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量；

根据所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量，利用耦合迭代方法，获得所述目标结构的热应力与时间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的半导体器件热结构的仿真分析方法，其特征在于，所述半导体器件包括芯片结构和基底结构；

所述芯片结构通过焊点结构连接在所述基底结构上；

所述基底结构包括叠放设置的第一阻焊层、第一覆铜层、核心层、第二覆铜层和第二阻焊层；

所述目标结构为所述半导体器件中的任一结构或所述半导体器件中至少两个结构的组合。

3.根据权利要求2所述的半导体器件热结构的仿真分析方法，其特征在于，所述对包含所述封装外壳、所述热源和所述目标结构的表面边界条件的热结构模型进行等效包含法仿真，获得所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量，包括：

将所述目标结构的表面边界条件代入等效包含法方程中，获得所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量；其中，所述等效包含法方程的表达式为：

其中，K^m为所述封装外壳的热导率；δ_ij为克罗内克函数；为所述目标结构的热导率；T^c为均匀温度；T^*为串扰温度；x_j为位置向量的第j个分量；x_i为所述位置向量的第i个分量；S_ij为所述目标结构的Eshelby张量。

4.根据权利要求1所述的半导体器件热结构的仿真分析方法，其特征在于，所述根据所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量，利用耦合迭代方法，获得所述目标结构的热应力与时间的对应关系，包括：

根据所述热结构模型的热导率，构建所述目标结构的热传导方程；

根据所述热结构模型的热膨胀系数和杨氏模量，构建所述目标结构的热应力方程；

对所述热传导方程和所述热应力方程构成的耦合方程以时间为变量进行解耦合，获得所述目标结构的热应力与时间的对应关系。

5.一种基于等效包含法的半导体器件热结构的仿真分析装置，其特征在于，所述装置包括：

第一构建模块，用于根据设定外壳尺寸参数和设定外壳材料参数，构建封装外壳；

第二构建模块，用于根据设定热源规则，构建所述封装外壳的热源；

第三构建模块，用于根据目标结构的尺寸参数和所述目标结构在半导体器件中的位置参数，构建所述目标结构的表面边界条件；

第一获取模块，用于对包含所述封装外壳、所述热源和所述目标结构的表面边界条件的热结构模型进行等效包含法仿真，获得所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量；

第二获取模块，根据所述热结构模型的热导率、热膨胀系数和杨氏模量，利用耦合迭代装置，获得所述目标结构的热应力与时间的对应关系。

6.根据权利要求5所述的半导体器件热结构的仿真分析装置，其特征在于，所述半导体器件包括芯片结构和基底结构；

所述芯片结构通过焊点结构连接在所述基底结构上；

所述基底结构包括叠放设置的第一阻焊层、第一覆铜层、核心层、第二覆铜层和第二阻焊层；

所述目标结构为所述半导体器件中的任一结构或所述半导体器件中至少两个结构的组合。