芯片级热特性分析方法、装置及终端设备与流程

技术特征：
1.一种芯片级热特性分析方法，其特征在于，包括：获取芯片的参数，计算所述芯片单个中心热源的温升，所述参数包括所述芯片的结构参数、装配信息和热源面积比；根据所述芯片的参数和所述芯片单个中心热源的温升，得到所述芯片中功率管的热量分布；基于所述功率管的热量分布，进行内部热量再分配，得到所述功率管的结温；根据所述功率管的结温，迭代计算所述功率管的衬底热导率，直至所述功率管的衬底热导率偏差满足输出要求。2.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述计算所述芯片单个中心热源的温升，包括：根据扩散热阻理论，通过计算所述芯片的单个中心热源的温升；其中，φ
c
为所述芯片的热阻的无量纲参数，λ为所述芯片的热源面积比，τ为所述芯片的热沉厚长比，b
i
为所述芯片的固体内部传热与外部散热关系的无量纲参数。3.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述芯片的参数包括所述芯片的发热功率管的具体位置、个数及间距，所述根据所述芯片的参数和所述芯片单个中心热源的温升，得到所述芯片中功率管的热量分布，包括：根据所述芯片的发热功率管的具体位置和所述芯片单个中心热源的温升，通过数值仿真得到所述单个功率管处于不同位置时的过余温度曲线，获取所述功率管的位置矫正系数；根据所述芯片的发热功率管个数及间距，建立单一中心热源的仿真模型，获取所述功率管不同位置的耦合系数矩阵，将所述位置矫正系数和所述耦合系数结合，得到所述功率管的热量分布。4.如权利要求3所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述建立单一中心热源的仿真模型，包括：通过数值仿真得到所述单一功率管在所述芯片中心的过余温度曲线；对所述过余温度曲线进行处理，得到所述单一功率管耦合系数的表达式；代入所述功率管在芯片中的位置坐标，得到所述不同位置的功率管的耦合系数，基于叠加原理得到所述耦合系数矩阵。5.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述进行内部热量再分配，得到所述功率管的结温，包括：通过加窗方式获得所述功率管中发热沟道的温度；其中，所述加窗方式为保证温升在所述功率管面积内的积分一致，根据所述功率管的热量分布、功率管的面积和所述芯片中发热沟道的面积，得到所述芯片中发热沟道的温度；所述发热沟道的温度为芯片内温度最高点，记为结温。6.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述迭代计算所述功率管的衬底热导率，包括：
基于衬底热导率随温度升高呈指数下降的关系，计算所述芯片在预设温度下的sic热导率；将所述结温θ
j
代入公式k
sic
＝390
×
(θ/293)-1.49
，得到所述结温对应的所述衬底热导率；对所述衬底热导率与前一次计算得到的衬底热导率的偏差进行判断，若所述偏差满足输出要求，则停止迭代计算，并输出这一时刻的所述芯片的相应参数；若所述偏差不满足输出要求，则继续迭代运算，直至所述偏差满足输出要求，并输出此时所述芯片的相应参数。7.如权利要求6所述的芯片级热特性分析方法，其特征在于，所述芯片的相应参数包括计算时间、结温、热阻以及脉冲条件下的瞬态结温。8.一种芯片级热特性分析装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取芯片的参数，计算所述芯片单个中心热源的温升，所述参数包括所述芯片的结构参数、装配信息和热源面积比；解析计算模块，用于根据所述芯片的参数，得到所述芯片中功率管的热量分布；再分配模块，用于基于所述功率管的热量分布，进行内部热量再分配，得到所述功率管的结温；迭代计算模块，用于根据所述功率管的平均温升，迭代计算所述功率管的衬底热导率，直至所述功率管的衬底热导率偏差符合标准。9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本申请适用于功率芯片技术领域，提供了芯片级热特性分析方法、装置及终端设备，该芯片级热特性分析方法包括：获取芯片的参数，计算芯片单个功率管的温升；根据芯片的参数和芯片单个中心热源的温升，得到芯片中功率管的热量分布；基于功率管的热量分布，进行内部热量再分配，得到功率管的结温；根据功率管的结温，迭代计算功率管的衬底热导率，直至功率管的衬底热导率偏差满足输出要求。本申请在设计阶段输入芯片的尺寸、装配等设计信息，即可实现结温、热阻、瞬态结温等热学参数的预测，通过验证，结温预测误差在10％以内，避免了流片


技术研发人员：郜佳佳 王绍东 李江波
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8