xtSI: Thermischer Simulator für ICs
Motivation
- Die Optimierung von Leistungstransistoren (DMOS) erfordert eine genaue Berechnung der Temperaturen unter Berücksichtigung der Selbsterwärmung.
- Für den Layoutentwurf hochsymmetrischer Analogschaltungen benötigt man die exakte Temperaturverteilung auf dem IC (Isothermen).
Eigenschaften und Vorteile des Tools
- Berechnung mit Finite Volumen
- Automatisches adaptives Meshing, dadurch 10x schneller als kommerzielle Simulatoren.
- Easy-to-use: Direkte Einbindung in kommerzielle Designumgebung über GUI (kein GDS in/out)
- Verifizierung bis >500°C und industriell erprobt
Berücksichtigt werden:
- Beliebig geformte Polygone als Wärmequellen
- Unterschiedliche Transienten als Wärmequellen
- Temperaturleitung in Metalllagen
- Package/ Umgebung (Leadframe, Kleber, Mold,...)
- Selbsterwärmungseffekte (thermische Kopplung) in Transistoren bis zum thermischen Weglaufen
Beispiel
- Temperaturverteilung bei DMOS-Transistoren
- Anregung Strompuls 1ms, Id = 1.67V, Vds = 20V
- DMOS- Transistor 620mm x 310mm nicht optimiert
- Reduzierung von Source-Kontakten im vorherigen Hotspot-Bereich (470µm x 155µm) führt zu geringerer Maximaltemperatur.
Ergebnis
Zuverlässige Vorhersage der Temperaturverteilung bis zur Belastungsgrenze (SOA) erlaubt eine Optimierung durch Verringerung der Strombelastung im Hotspot.
⇒ Flächeneinsparung bis zu 20% möglich!
- Kontakt und Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Scheible
Gebäude E&D
Raum R1-102
Tel. +49 07121 271-7089
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