Caractérisation et conception thermiques des boîtiers semi-conducteurs

Pour répondre aux exigences croissantes de l'industrie des circuit intégrés en matière de complexité, de densité des puces et de vitesse, la solution FloTHERM IC assure un niveau élevé d'automatisation des tâches de conception associées au cycle complet de caractérisation et de validation thermiques. Explications.

En général, une équipe chargée de la résolution des problèmes thermiques des semi-conducteurs consacre environ 60 % de son temps à la caractérisation/conception du boîtier, le reste étant dédié aux caractérisations spécifiques du client. La solution FloTHERM IC de Mentor Graphics IC qui est déployée comme une plate-forme Web unique, réduit nettement le processus de caractérisation en l’automatisant, notamment grâce à des modèles thermiques pré-vérifiés qui réduisent le risque d’erreurs de modélisation. Il peut même diminuer de 25 % le temps consacré aux caractérisations spécifiques du client.Doté d’une interface utilisateur simple d’emploi avec assistant qui convient aussi bien aux équipes chargées des problèmes thermiques qu’aux ingénieurs, l’outil FloTHERM IC utilise le logiciel FloTHERM de modélisation de la dynamique des fluides (CFD ou Computational Fluid Dynamics), employé pour simuler les flux d’air, la température et le transfert de chaleur dans les systèmes électroniques, ainsi que l’outil FloTHERM PACK pour la modélisation de composants intelligents. Il couvre :

la génération de modèles compacts et de métriques thermiques conformes aux standards publiés par le JEDEC (Joint Electron Devices Engineering Council) ;
la conception paramétrique « orientée boîtier » pour analyse hypothétique (« what-if ») ;
l’interface avec des outils EDA (Electronic design automation) pour modélisation détaillée des substrats BGA (ball grid array) du layout physique ;
l’exploration (datamining) des données de simulation pour optimiser le temps de conception et la réutilisation des composants.

« Toutes nos équipes doivent accéder aux informations thermiques à des étapes différentes du cycle de conception et de fabrication. Mon groupe utilise FloTHERM depuis longtemps pour les applications de refroidissement des composants électroniques. En revanche, tous nos concepteurs n’ont pas besoin de toutes les fonctionnalités de cet outil. C’est là que la solution FloTHERM IC peut jouer un rôle important dans le processus de conception », explique le Dr. Claudio Maria Villa, responsable de l’équipe Conception thermique du groupe Corporate Packaging and Automation de STMicroelectronics. « L’interface intuitive de FloTHERM est extrêmement conviviale, même pour les utilisateurs novices. Elle facilite l’accès en ligne aux technologies, accélère la création d’un modèle à partir de bibliothèques et le test de ce modèle, ce qui permet aux experts de se consacrer à la résolution des problèmes thermiques complexes des boîtiers et à des questions essentielles. »

Marc CHABREUIL