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一种时域无条件稳定的计算瞬态热场的显式算法──步内建模法

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Journal of Semiconductors 1997年第5期18卷 375-379页

作者：张鸿欣西安电子科技大学CAD所西安710071

步内建模法（MPWT，ModellingthediffusionProcessWithintheTimestep），与有限差分法的区别是对时间步内的扩散过程进行了建模，从而达到对任意大时间步长的（时域无条件）稳定性；对小时间步长，该法退化为通常的有限差分法，因而有... 详细信息

步内建模法（MPWT，ModellingthediffusionProcessWithintheTimestep），与有限差分法的区别是对时间步内的扩散过程进行了建模，从而达到对任意大时间步长的（时域无条件）稳定性；对小时间步长，该法退化为通常的有限差分法，因而有自检性；与传输线矩阵法的区别是直接建模于扩散过程，从而使模型大为简化只含阻、容参数．对大时间步长时的长程热交换建模是该法的又一特征．该法结果与其他数值方法、解析方法的结果符合相当一致．

关键词：步内建模法瞬态热场显式算法器件

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计算多芯片多基片模块稳态热场的层次模型

Journal of Semiconductors 2000年第3期21卷 286-289页

作者：张鸿欣西安电子科技大学CAD所西安710071

提出的层次模型将包括多芯片多基片模块的复杂热场模拟 ,分解为有确定耦合关系的形状简单的层次单元的热场计算 ,通过迭代将分区计算结果连成模块的热场 .在计算一个层次单元 (芯片、基片或底座 )的热场时 ,将其所在的层次单元 (母层次... 详细信息

提出的层次模型将包括多芯片多基片模块的复杂热场模拟 ,分解为有确定耦合关系的形状简单的层次单元的热场计算 ,通过迭代将分区计算结果连成模块的热场 .在计算一个层次单元 (芯片、基片或底座 )的热场时 ,将其所在的层次单元 (母层次单元 )的上表面温度 ,作为该层次单元下表面的边界条件 ,而把它上表面上的层次单元 (子层次单元 )的下表面的向下热流作为置于它上表面的等效热源 .通过芯片→基片→底座→基片→芯片→基片…的几轮迭代就可收敛到正确值 .提出的层次单元间的耦合强度 (即每轮计算中 ,母层次单元上表面的温度改变不是全部 ,而是部分用于更新其子层次单元的下表面的边界条件 )保证了所有情况下的迭代收敛 .层次模型算法不仅速度数量级地高于普通的模块一体计算 ,而且热场与产生它的热源关系清楚 ,便于指导模块设计 .计算与测量在实验误差 ( 5℃ )

关键词：层次模型多芯片多基片模块稳态热场

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判断瞬态热场快速算法结果正确性的快捷方法

Journal of Semiconductors 2002年第5期23卷 550-554页

作者：张鸿欣西安电子科技大学CAD所西安710071

分析了时域无条件稳定算法加速计算的原理和由此造成误差的原因 ,提出并用实验验证了判断步内建模法( MPWT)模拟的瞬态热过程正确性的“终态 -起始段 -过程曲线稳定性”的快捷方法 .模拟的瞬态过程如正确则必须满足 :( 1)终态的热斑温... 详细信息

分析了时域无条件稳定算法加速计算的原理和由此造成误差的原因 ,提出并用实验验证了判断步内建模法( MPWT)模拟的瞬态热过程正确性的“终态 -起始段 -过程曲线稳定性”的快捷方法 .模拟的瞬态过程如正确则必须满足 :( 1)终态的热斑温度正确、热场形貌合理 ;( 2 )瞬态过程的起始段正确 ;( 3 )在一定范围内改变计算参数模拟的瞬态过程曲线基本不改变 ,即模拟的瞬态过程曲线有稳定性 .MESFET的实例说明 ,如果模拟的瞬态能通过这些检查 ,它就与实验有较好的一致性 .用

关键词：可靠性热模拟微波功率器件瞬态热场芯片

精确预计SiBJT微波功率器件峰值结温的方法

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Journal of Semiconductors 2001年第5期22卷 646-651页

作者：张鸿欣西安电子科技大学CAD所西安710071

三维全热程热电一体地模拟了 Si BJT微波功率器件 .热场计算包括从芯片的有源区经芯片 -粘接层 -基片 -粘接层 -底座直到固定于 70℃的安装台面的整个散热过程 .在处理热电正反馈时把有源区的 6 0个基本单元 (子胞 )当成 6 0个并联子胞... 详细信息

三维全热程热电一体地模拟了 Si BJT微波功率器件 .热场计算包括从芯片的有源区经芯片 -粘接层 -基片 -粘接层 -底座直到固定于 70℃的安装台面的整个散热过程 .在处理热电正反馈时把有源区的 6 0个基本单元 (子胞 )当成 6 0个并联子胞晶体管进行建模 ,子胞模型包括子胞晶体管本身、基区横向扩展电阻、发射区横向扩展电阻 .热电一体分析除了涉及 Vbe随温度变化外 ,还有子胞发射极有效面积随子胞发射极电流上升而下降的效应 (以下称面积效应 ) .与对有源区各点直接进行分析相比 ,子胞建模不仅大大简化了计算 ,而且摸拟结果与器件结构、版图结构、工艺参数关系清楚 .模拟预计的热斑温度 (2 0 4℃ )与投片后三个样品的平均测量结果 (197℃ )在实验误差(10℃ )内一致 .模拟结果说明面积效应对抑制热电正反馈有重要作用 .

关键词：可靠性热模拟双极微波功率器件 BJT 峰值结温硅

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模拟器件稳态热场正确性的判断方法

Journal of Semiconductors 2001年第4期22卷 496-499页

作者：张鸿欣西安电子科技大学CAD所西安710071

对稳态热场 ,二个水平剖面 A和 B所夹的薄层上的温差必须严格等于本文提出的平均值定理的计算值 .当芯片、基片和底座的截面大小一样时 ,可以直接根据平均值定理计算出芯片、基片和底座的每一水平剖面上的平均温度 ,通常可以手工完成 ;... 详细信息

对稳态热场 ,二个水平剖面 A和 B所夹的薄层上的温差必须严格等于本文提出的平均值定理的计算值 .当芯片、基片和底座的截面大小一样时 ,可以直接根据平均值定理计算出芯片、基片和底座的每一水平剖面上的平均温度 ,通常可以手工完成 ;当芯片、基片和底座的截面大小不一样时 ,可以通过数据合成根据平均值定理计算出芯片、基片和底座的每一水平剖面上的平均温度 .如果计算中有的参数如沟道长度不十分清楚时 ,应作模拟了解该参数对热斑温度的影响 ,必要时对该参数进一步了解以保证模拟精度 .

关键词：热分析可靠性半导体器件模拟器件稳态热场