AI技術發威 PCB應力模擬快又準

作者: 黃繼寬
2020 年 11 月 16 日

達梭系統(Dassault Systèmes)與長期代理達梭系統SIMULIA的士盟科技,近日共同舉辦2020年SIMULIA台灣用戶大會,由於達梭的強項在各種大型系統模擬,因此探討主題跟展示項目十分多元,涵蓋微電子、軌道運輸、乃至國防航太等各產業。在微電子相關領域,士盟展示了一款全新的人工智慧(AI)工具,盼藉由此一工具的輔助,在盡可能保有模擬準確度的前提下,提高模擬的執行速度。

士盟科技協理蔡旭程表示,要獲得準確的模擬結果,事前的建模是一大關鍵。模型越精細,所得到的模擬結果也越準確;反之,若模型太過粗略,得到的結果也會跟真實狀況的差異也越大。以模擬的術語來說,精細的模型稱為真實模型;相對粗略的模型則稱為等效模型。然而,模型越精細,模擬工具的運算時間也會跟著拉長,因此,如何在模擬精度與模擬時間之間取得平衡,一直是模擬工具的使用者最關心的議題。

然而,精度跟速度真的是魚與熊掌不可兼得嗎?其實未必。針對印刷電路板(PCB)承受應力的模擬,士盟近期就開始嘗試著導入AI,讓基於等校模型的模擬,能得到更貼近利用真實模型進行模擬所得到的結果。事實上,很多有經驗的PCB工程師,只要看到印刷電路板的布局,再加上一些參考數據,都能「猜」得出這片PCB板承受的應力分布,大概會是什麼狀況。

但這不是瞎猜,而是經驗累積的結果。也因為如此,如果能利用AI技術,讓電腦可以從夠多的範例中學到經驗,找出適當的權重參數,理論上也能夠讓基於等校模型所進行的模擬,獲得更接近真實模型產生的模擬結果。士盟將這種作法稱為基於混合式模型(Hybrid Model)的模擬。

當然,為了找到正確的權重參數,有很多技術細節上的障礙需要克服,例如PCB上的圖案是有方向性的,而圖案的方向性,對PCB板受到X軸、Y軸方向應力後所產生的形變,會有決定性的影響,因此,工具本身必須要能支援非等向性材料、非線性材料等真實PCB板一定會具備的屬性,才能得到正確的權重參數。

據士盟內部的測試結果,藉由這套工具,基於等效模型的PCB應力模擬,已經可以得到跟基於高精度真實模型十分類似的結果,但兩者的執行時間差異可達數倍之多。接下來士盟將會與PCB領域的客戶進行實地測試,進一步提高這套工具的信賴性。

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