仿真助力碳化硅器件封装研发

仿真助力碳化硅器件封装研发意法半导体| 功率半导体封装研发中心梁一鸣，冯清茗10.29.2024议程21功率器件封装设计2仿真方法3设计验证功率器件封装设计•DFX设计•封装设计考量•封装设计流程功率器件封装设计Design for X面向产品生命周期设计可靠性可测性成本性能可装配性可制造性质量可持续性4功率器件封装设计客户需求市场需求性能成本交付物料设备人力研发期、原型期、试生产期、...低损耗、高频率、高导热、耐热、...直接材料、间接材料、人力资源、设备、运输、仓储、...原材料交付、供应链储备、材料性能、...设备排期、设备兼容性、设备能力、...操作员、设备工程师、测试工程师、工艺工程师...封装设计考量5功率器件封装设计6设计需求封装设计(电路和几何）电学分析•电路均流•杂散参数•电磁兼容热学分析•结温计算•热阻标定•热管理力学分析•芯片/键合线/焊锡应力•封装翘曲•工艺/装配/材料生命周期预测•引线疲劳•焊接/烧结疲劳•TCT、PCT、IOL 模拟设计规则检查和验证•封装寄生参数提取•标定芯片SPICE模型•驱动控制功能系统性能评估通过不通过设计修改原型制作不通过通过封装设计流程仿真方法•仿真原理•仿真的优势•应用场景仿真方法8目标网格数据结果边界条件2模型边界条件1实际情况模型构建网格剖分结果分析仿真原理•材料描述•边界条件•求解器设置仿真方法•问题分析•模型构建•网格剖分前处理运算过程•仿真结果•数据分析•模型优化后处理软件MATLAB 和Simulink电路设计与仿真多物理场仿真软件工程仿真软件客户认可的仿真平台，在行业内广泛使用，有充分的参考价值。有限元分析，包括机械、电气、热模拟和多物理场耦合。SPICE 仿真工具，用于评估特定条件下的电气性能。用于数据分析和算法开发的编程工具。9仿真原理仿真方法工程问题有限元分析（仿真模拟）实验分析模型构建运算仿真结果试样制备实验实验结果结果对比所需时间结果精度有限元分析（仿真模拟）实验分析更短周期•网格数量和阶次•构成模型的复杂性（多物理场和非线性）•材料非线性和几何非线性更长周期•试样制备•重复实验•实验设计取决于：•网格质量•求解器的收敛精度•材料和几何精度取决于：•重复实验次数（统计拟合）•设备精度•实验的一致性仿真的优势10仿真方法11仿真模拟总体目标•支持技术的开发和优化•减少开发的时间和成本功