Termikus szimuláció kiegészítés. Heat equation Boundary conditions ­second kind (Neumann) ­third kind (Robin) ­first kind (Dirichlet)

Az előadások a következő témára: "Termikus szimuláció kiegészítés. Heat equation Boundary conditions ­second kind (Neumann) ­third kind (Robin) ­first kind (Dirichlet)"— Előadás másolata:

1 Termikus szimuláció kiegészítés

2 Heat equation

3 Boundary conditions ­second kind (Neumann) ­third kind (Robin) ­first kind (Dirichlet)

4 Solution methods Analytical: Advantages ­exact explicit solution formula Disadvantages ­necessity of model simplification Numerical: Advantages ­possibility of complex case analysis Disadvantages ­solution dependent on discretisation mesh

5 Solution comparison: analytical A C B

6 A C B Solution comparison: difference

7 Green’s functions Methods for obtaining ­method of images ­Laplace transform ­separation of variables Possible interpretations ­response to instantaneous heat generation ­response to initial temperature distribution

8 Initial distribution: Energy generation: Prescribed temperature: Prescribed heat flux: Convective condition: Green’s functions

9 Temperature response dumping and lagging

10 IC chip thermal model Boundary conditions: Lateral surfaces: Bottom surface: Top surface: Heat equation: adiabatic surface heat flux heat exchange coefficient adiabatic surface adiabatic surface adiabatic surface heat exchange coefficient

11 Multilayered model Non-ideal contacts: Ideal contacts: adiabatic surface heat flux heat exchange coefficient adiabatic surface adiabatic surface adiabatic surface heat exchange coefficient

12 Green’s function solution methodology

13 MEMS tervező szoftverek áttekintés

14 A tervezés nem annyira "triviális", mint IC-nél

15 Részletesebben:

16 Főbb szereplők:

17 Főbb szereplők Cadence Mentor Tanner Dolphin Softmems Coventor

18 Az MIT-ről származó MEMCAD 2.0 rendszer blokkvázlata

19 Torziós mikrotükör FEM vizsgálata a MEMCAD 2.0 rendszerben

20 Cadence + MEMS design kit: technológia

21 CMOS + frontside m.mach.

22 Cadence + MEMS design kit: struktúra

23 Cadence + design kit

24 Cadence + MEMS design kit: design flow

25 Cadence + MEMS design kit: modellredukció FEM modellből viselkedési leírás, fitting

26 Modellredukció FEM modellből viselkedési leírás ENTITY ww IS GENERIC (y2pole1_fpole, y3gain_pos_value, y5pos_off_value, y4_atan_neg_value : REAL); PIN ( in0, out0 :ELECTRICAL ); END ENTITY ww; ARCHITECTURE behavioral OF ww IS STATE V_primey2 : ANALOG ; BEGIN RELATION PROCEDURAL FOR INIT => y2pole1_fpole := 10000.0; y3gain_pos_value := 10000.0; y5pos_off_value := 1000000.0; y4_atan_neg_value := 10.0; PROCEDURAL FOR DC, AC, TRANSIENT => out0.i %= out0.v*1000000.0 -V_ primey2*6280000.0*y2pole1_fpole*y3gain_pos_value -1000000.0* y5pos_off_value ; EQUATION ( V_primey2 ) FOR AC, TRANSIENT => - in0.i*9.999999975e-07 + atan(y4_atan_neg_value*in0.v) - V_primey2*6.28000021*y2pole1_fpole - ddt(V_primey2) == 0.0 ; END RELATION ; END ARCHITECTURE behavioral ; HDL-A (Eldo), ma: VHDL-AMS

27 Cadence + MEMS design kit: p.cell

28 Cadence + MEMS design kit: DRC

29

30

31 Cadence + MEMS design kit: eredmény

32

33 SoftMEMS – egy MEMS sw vendor

34 FEM model viselkedési model

35 Alkalmazások – termikus

36 Alkalmazások – biometria

37 Alkalmazások – optika

38 Alkalmazások – SoC + MEMS

39 Gyártás: pl. MPW, mint IC-nél