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FloTHERM V8.2 Introductory Training Course Tutorial 8

FloTHERM V8.2 Revision 01 © 2009 Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 1

练习题 8:使用 FloTHERM.PACK 生成热模型

本练习通过指导用户完成如下任务，用详细的 FloTHERM.PACK 模型取代双热阻 Two-Resistor 芯片模型： 1. 在 FloTHERM.PACK 中生成详细的封装模型并导入到 FloTHERM 中. 2. 细化详细模型周围的网格 3. 对比详细模型和简化模型的计算结果，以了解什么时候可以用简化模型

Tutorial 8 – Using FloTHERM.Pack to Create Thermal Models

导入（Load） “Tutorial 8”

在项目管理（Project Manager）窗口中，点击打开库管理图标

，打开库文件

从 ‘Intro_Library’中将‘Electronics’组件拖到根组件（Root Assembly）中.

选中‘Electronics’立方体，点击使失效图标，使之失效（ deactivate）

点击 FloTHERM.PACK 图标，开启 FloTHERM.PACK

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在 FloTHERM.Pack 主页中，点击登入（LOGIN’）按钮.

此时，您可以看到屏幕上要求输入密码在讲师的指导下输入您的用户名和密码






工作台（workbench）是您的工作区域，在此处，您可以保存

在 FloTHERM.Pack 中建立的模型，也可以创建多个文件夹管

理您的模型点击链接‘New Package’. 这将开始一个类似向导的程序，帮助描述您需要在 FloTHERM中创建和使用的芯片封装






下一页会显示所有可以生成的封装类型。第一步是要选择您所

需要的芯片封装类型

点击 ‘Flip Chip PBGA’ 图标

.

FloTHERM.Pack 现在进入 Flip Chip PBGA 的向导，该封装是

基于 JEDEC 标准封装外形进行定义的。利用这个向导可以帮

助我们快速生成封装外形，即使我们知道的信息很少也没有关

系






向导的第一步会问您设计的名称，命名新的设计为 “pbga1_AAA” (用您的首个字母代替 AAA) ，点击下方的箭头

进入下一步

向导的第二步（Step 2）：选择外形

‘PBGAFC_672_27X27mm’, 输入功耗 4 Watts. Change th 改变封装的顶部覆盖（package top cover）为Encapsulant. 点击右边的箭头进入第三步（step 3）.






向导第三步（ Step 3）会问您是否知道封装内部的详细结构，

通常我们不了解详细封装结构，所以选择默认的 ‘No’, 进入下

一步.

这一步选择‘No’，会在设计页中自动生成标准的封装尺寸

向导第四步会问您是否知道 die 的尺寸。输入 die 的长（Die Length）和宽（Die Width）均为 6mm，进入下一步尽管我们在上一步选择了‘No’，我们还是希望对 die 这样重要

的部件单独设定尺寸。Die 的尺寸及其功耗直接决定了功耗的

密度。如果此处再次选择‘No’, FloTHERM.Pack 就会根据封装

的其他尺寸估计一个 die 的尺寸。






In 第五步会问您封装中是否有内嵌的散热片（ Drop-in Slug），点击 ‘No’，进入下一步

后一步中，当所有设计参数都输入后，您可以查看设计页

面，点击‘Take me to the design sheet’链接.






打开了封装概要窗口。点击编辑设计（Edit Design）栏，进入

设计页。这里有所有的向导里输入的数据，还有

FloTHERM.PACK 基于标准 JEDEC 默认定义的所有参数

下移到 ‘Lid/Thermal Plate/Encapsulant’部分，改变厚度 te 为 3.35mm. [提示:这个部分靠近页面的底端]






在设计页的底部，模型选项（Modeling Options ）保留默认

值。注意到：这里可以控制封装模型的网格数量，这样就能

预定义封装的局域化网格了

点击 ‘Save’ ，然后点击‘Detailed Model’ 按钮，生成封装详细

模型的 *.pdml 文件，另存为 pbga1_AAA_Detailed.pdml 到您的

电脑中。

备注:

预览（‘Preview’）按钮将显示封装的 3D 视图。这个功能需要电脑里预装 VRML 阅读器。

‘Compact’按钮链接到将您定义的封装生成压缩模型 (Two-Resistor or Delphi)的页面






将 FloTHERM.Pack 生成的详细封装模型的 *.pdml 文件导入到

FloTHERM 中.

在项目管理（Project Manager）窗口中，找到‘Electronics’组件

下的‘board’ 组件，再往下找到“TopAttach”，选择组件下的

“U18 [lcc_68, PN-34010]” ，右击显示‘Assembly Menu’，然后

选择‘Import/ PDML’.

浏览找到刚保存的 “pbga1_AAA_Detailed.pdml” 详细模型文

件，打开。可能会出现如下的窗口

点击‘Dismiss’关闭这个窗口 (我们等会设定网格) 成功导入 pdml 文件后, 您会看到“U18”组件中导入了详细封装

模型，详细模型包含“pbga1_AAA”几何体的若干组件，如

Encapsulant, Die 以及 Solder_ball 等. 展开“pbga1_AAA” 组件，检查详细模型的材料特性，然后收

起 “pbga1_AAA” 组件.



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我们需要在绘图板（Drawing Board）窗口中定位下载的芯

片，为了可以方便地完成定位，我们将‘U18’组件独立出来

选中 ‘U18 [lcc_68, PN-34010]’组件，点击‘Top’ 图标，将该

组件单独提取出来

打开绘图板（Drawing Board）窗口，如果有网格显示，按“g”键关闭网格显示，选择 ‘View 3 (+X)’视图，全屏显示该视图（Picture mode）.






在项目管理（Project Manage）窗口中, 选择 “U18 [lcc_68, PN-34010]”，按住 <Ctrl>键选择 “pbga1_AAA”组件 (多选).

回到绘图板（Drawing Board）中的‘View 3 (+X)’ 视图（为了

保持物体被选中，直接点击绘图板的顶端），用对齐

（Align）工具完成’ “pbga1_AAA”和 “U18 [lcc_68, PN-34010]”的中心对齐.

备注：用户按住 ALT 键，然后按 Tab 键，可以在项目管理窗口和绘图板窗口之间进行切换 .






利用 <tab>键切换到 ‘View 2 2D (+Z)’视图（没有丢失选择的物

体）

用完成物体的中心对齐

详细封装模型 “pbga1_AAA”被正确的放在了散热器的下方

备注我们也可以利用 FloEDA.Bridge 中库交换功能，用库中的模型取代现在的芯片






切换到项目管理（ Project Manager ）窗口，按住<Ctrl >键，点

击“pbga1_AAA”组件，取消选择“pbga1_AAA”.

仅选择 “U18 [lcc_68, PN-34010]” ，点击项目管理窗口左侧的

，使该组件不参与计算。

现在，选择 ‘TopAttach’ 利用下移图标 , 将其移到下方。这样会保持截面材料的完整性，不会被其他组件所取代。

详细封装 “pbga1_AAA”现在就取代了压缩模型

在可视编辑器（Visual Editor ）窗口中查看新的几何模型。选

择‘pbga1_AAA’组件中不同的物体，以了解什么结构在详细模

型中。隐藏（ Hide） ‘GR-U18’ Region，可以清晰看到散热器（ heat sink） [提示: 利用 F12 隐藏].

完成后，在项目管理（Project Manager）窗口中利用 View\Reset 查看模型的其他部件






在项目管理（Project Manager）窗口中, 点击 ‘Go’，求解带有

详细封装的模型

点击Edit\New ，选择 ‘Monitor Points v Iteration’，创建仅包含

名为‘DieJunction_Temp’ 和‘CaseTemp’的温度监控点视图

删除除了上面两个监控点的其他监控点(提示: 此处可以按住

shift键选择)

由于模型算到收敛大概需要15分钟的时间, 因此，在

‘DieJunction_Temp’ 和 ‘CaseTemp’曲线走平时就可以终止计算

(迭代到125步时曲线即可走平)

观察新的监控点的温度，这两个温度分别是“pbga1_AAA”芯片

中节点（junction）和表面（case）温度，温度值为：

Case = ________C

Junction = ________C






求解停止后，从项目管理（Project Manager）窗口中打开可视

编辑器（ Visual Editor）

按如下方法创建一通过详细芯片中心位置的 X 方向的截面：

- 在项目管理窗口中选择 U18 组件

- 点击 , 选择 ‘X’平面

- 按‘X’键，改变视图方向

- 在空白处点击，取消选择截面视图。点击线框图标

，使模型线框显示

点击，创建 2D 视图






展开 ‘Scalar Fields’，选择 ‘Temperature’.

按如下内容设置‘Range’:

- ‘Range’ = ‘User Range’

- ‘Current Min. Value’ = 35°C

- ‘Current Max. Value’ = 90°C

做过这些改变后，观察详细芯片部分 [Hint提示: 在项目管理窗口中选择 U18组件，在可视编辑器中点击‘v’键]






点击，获得详细芯片模型“pbga1_AAA”内部和散热器基

板的温度

在特定点处左键点击，加上温度注释（annotation ）

现在，利用注释（Annotation）的特性页自定义屏幕上显示的

内容

符合您的要求后，点击输出图形图标，输出屏幕图像。

END TUTORIAL 8



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