具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并 配合附图予以说明。

请参照图1，本发明实施例提供一种焊点温度的预测方法，包括步骤：

根据接收的测试环境搭建请求建立虚拟的测试环境；

确定与焊点关联的多个焊点结构参数，根据接收的正交实验设计请求对所 述多个焊点结构参数进行正交实验设计，生成对应的多个实验组合；

根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行热仿真，确定每一实 验组合对应的焊点最高温度；

根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定所述多个焊点结构参数之 间的主次关系；

根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点最高温度以及所述多个焊 点结构参数之间的主次关系建立所述多个焊点结构参数与所述焊点最高温度之 间的预测模型。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：先确定与焊点关联的多个焊点 结构参数，并对多个焊点结构参数进行正交实验设计，得到多个实验组合，再 将多个实验组合在搭建的虚拟测试环境中进行热仿真，确定每一实验组合对应 的焊点最高温度，并根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定多个焊点 结构参数之间的主次关系，最后根据焊点结构参数值、焊点最高温度以及焊点 结构参数之间的主次关系建立多个焊点结构参数与焊点最高温度之间的预测模 型，一方面，通过构建虚拟的测试环境进行热仿真，不需要基于实际的产品来 进行测试，同时通过正交实验设计实现多个实验组合的测试，减少了实验次数， 从而降低了实验成本，另一方面，通过正交实验结果对多个焊点结构参数之间 的主次关系的确定，并在建立焊点结构参数与焊点最高温度之间预测模型时考 虑了所述主次关系，保证了构建的预测模型的准确性，从而能够低成本、准确 地实现对焊点最高温度的预测，能够提前对封装产品的散热性能进行预研，降 低了产品在封装设计中出现的失败风险，提高了封装产品的可靠性，降低了设 计成本和生产成本。

进一步的，所述建立虚拟的测试环境包括：

建立虚拟的测试箱以及待测对象的虚拟三维模型；

所述根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行热仿真包括：

根据所述虚拟三维模型建立与所述多个实验组合一一对应的具有对应焊点 结构的待测试三维模型；

将建立的所有待测试三维模型在所述虚拟测试箱中进行热仿真。

由上述描述可知，进行测试环境的搭建时，除了搭建待测对象对应的虚拟 三维模型外，还搭建虚拟的测试箱，使得具有与每一实验组合对应的焊点结构 的待测试三维模型都在所述虚拟的测试箱中进行热仿真，保证了测试结果的准 确性，从而进一步保证焊点温度预测的准确性。

进一步的，所述根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定所述多个 焊点结构参数之间的主次关系包括：

将每一组实验组合对应的焊点最高温度输入由每一实验组合构成的正交设 计表；

根据所述正交设计表对所述多个焊点结构参数进行极差分析，根据极差值 确定所述多个焊点结构参数之间的主次关系。

进一步的，每一焊点结构参数具有多个不同的焊点结构参数值；

所述根据所述正交设计表对所述多个焊点结构参数进行极差分析包括：

根据所述正交设计表确定每一焊点结构参数下每一焊点结构参数值对应的 焊点最高温度的均值；

确定每一焊点结构参数下不同焊点结构参数值对应的焊点最高温度的均值 之间的最大差值，将所述最大差值确定为与其对应的焊点结构参数的极差值。

由上述描述可知，借助正交实验，并通过极差分析能够方便快速地对多个 不同的焊点结构参数的主次关系进行确定，而该主次关系能够应用于后续预测 模型的建立中，从而进一步提高了所预测的焊点最高温度的准确度。

进一步的，所述根据极差值确定所述多个焊点结构参数之间的主次关系包 括：

按照每一焊点结构参数对应的极差值的大小顺序确定多个焊点结构参数之 间的主次关系，极差值越大，则其对应的焊点结构参数处于越主要的位置。

由上述描述可知，极差值越大，则其对应的焊点结构参数就处于越主要的 位置，根据极差值的大小就能够方便快速地确定除各个焊点结构参数之间地主 次关系。

进一步的，所述确定与焊点关联的多个焊点结构参数包括：

确定影响待测对象的焊点最高温度的所有焊点结构参数；

从所述所有焊点结构参数中选取置信度大于预设值的多个焊点结构参数作 为与焊点关联的焊点结构参数。

由上述描述可知，根据置信度选取进行建立预设模型的焊点结构参数，能 够保证所选取的焊点结构参数与焊点最高温度的关联性，从而进一步保证所预 测的焊点最高温度的准确性。

进一步的，所述根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点最高温度 以及所述多个焊点结构参数之间的主次关系建立所述多个焊点结构参数与所述 焊点最高温度之间的预测模型包括：

以所述多个焊点结构参数作为变量，所述焊点最高温度作为响应，根据每 一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点最高温度以及所述多个焊点结构参数 之间的主次关系进行偏最小二乘算法拟合，建立所述多个焊点结构参数与所述 焊点最高温度之间的预测公式。

由上述描述可知，通过偏最小二乘算法根据多个焊点结构参数之间的主次 关系对每一实验组合对应的焊点结构参数值和焊点最高温度进行拟合，从而建 立所述多个焊点结构参数与所述焊点最高温度之间的预测公式，保证了所建立 的预测公式更接近于实际情况，从而在实际生产过程中，所述预测公式能够很 好地基于实际的焊点结构正确预测出对应的焊点最高温度，缩短了产品的上市 时间，降低了工艺的试错成本。

请参照图2，本发明另一实施例提供了一种焊点温度的预测装置，包括：

测试环境搭建模块，用于根据接收的测试环境搭建请求建立虚拟的测试环 境；

正交实验设计模块，用于确定与焊点关联的多个焊点结构参数，根据接收 的正交实验设计请求对所述多个焊点结构参数进行正交实验设计，生成对应的 多个实验组合；

温度确定模块，用于根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行 热仿真，确定每一实验组合对应的焊点最高温度；

主次关系确定模块，用于根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定 所述多个焊点结构参数之间的主次关系；

预测模型建立模块，用于根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点 最高温度以及所述多个焊点结构参数之间的主次关系建立所述多个焊点结构参 数与所述焊点最高温度之间的预测模型。

本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程 序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述焊点温度的预测方法中的各个步 骤。

请参照图3，本发明另一实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器 及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计 算机程序时实现上述焊点温度的预测方法中的各个步骤。

本实施例上述焊点温度的预测方法、装置、可读存储介质及电子设备能够 适用于各种涉及到焊接，需要用到焊点结构的应用场景中，特别适用于电子封 装产品的焊点最高温度的预测，比如各种嵌入式芯片：

eMCP(embedded Multi-Chip Package，嵌入式多制层封装芯片)等，以下通过 具体实施方式来进行说明：

实施例一

请参照图1，一种焊点温度的预测方法，包括步骤：

S1、根据接收的测试环境搭建请求建立虚拟的测试环境；

其中，所述建立虚拟的测试环境包括：

建立虚拟的测试箱以及待测对象的虚拟三维模型；

具体的，可以利用三维绘制软件，建立测试机箱的三维模型，测试机箱为 JEEDC热测试机箱，即JEDEC标准机箱(JEDEC51-2)，如图4所示，机柜为 一个正方体结构，尺寸为30.48mm×30.48mm×30.48mm，每个侧面的材料均为 Al，厚度为3.15mm，导热系数为308；

机柜内部设有测试板，测试板为JEDEC标准测试板(JEDEC51-7)，测试板 结构示意图如图5所示，测试板的尺寸为114.3mm×76.2mm×1.6mm，材料为FR4 (Othotropic)，导热系数kxy＝22.3w/mK，kz＝0.3822.3w/mK，其通过机架设置于 机柜内部，机架的尺寸为190mmx170mmx12.5mm，导热系数为0.2w/mK；

本实施例的待测对象为eMCP，其对应的虚拟三维模型为eMCP模型，其结 构示意图如图6所示，基板的尺寸为10mm×10mm×0.18mm，导热系数为 0.45w/mK，首先在基板上设置两颗电容，电容1尺寸为0.61mm×0.22mm×0.3mm， 电容2尺寸为0.38mm×0.93mm×0.3mm，两颗电容的材质均为Ltcc，导热系数 160；

在基板上并且在两颗电容的一侧依次放置为垫层1、Dram1芯片、垫层2、 Dummy1芯片、垫层3以及Dram2芯片，厚度分别为0.02mm、0.06mm、0.02mm、 0.06mm、0.02mm和0.06mm,长宽尺寸统一为7.666mm×8.7991mm，在Dram2 芯片正上方依次放置有垫层4与Dummy2芯片，厚度分别为0.02mm和0.06mm， 长宽尺寸分别为7mm×6.4mm；

在Dummy2上自下而上依次放有Flash1与Flash2，Flash的厚度都为0.06mm， 垫层分别为垫层5跟垫层6，垫层为垫层5与垫层6的厚度都为0.02mm，Dummy2 芯片旁设置有小基板与control芯片，control芯片和小基板的厚度分别为0.15mm、 0.13mm，control芯片与小基板的垫层为垫层8与垫层9，厚度分别为0.1mm、 0.2mm,Dram1、Dram2、Control、Flash1、Flash2的材质都为Si，导热系数为160， 满载情况下发热功率为0.42w、0.42w、0.84w、0.282w、0.282w；

在eMCP模型上的焊点数量为136，焊点之间的间距为0.5mm，位于基板下 方，如图7所示；

S2、确定与焊点关联的多个焊点结构参数，根据接收的正交实验设计请求 对所述多个焊点结构参数进行正交实验设计，生成对应的多个实验组合；

S3、根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行热仿真，确定每 一实验组合对应的焊点最高温度；

其中，所述根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行热仿真包 括：

根据所述虚拟三维模型建立与所述多个实验组合一一对应的具有对应焊点 结构的待测试三维模型；

将建立的所有待测试三维模型在所述虚拟测试箱中进行热仿真，所有待测 试三维模型只是焊点结构不同，其他的测试条件，比如机箱模型，测试板模型 都不变，仿真设置条件：环境温度，辐射类型以及迭代步数都保持一致；

进行热仿真时，每一个实验组合对应的待测试三维模型施加的边界添加都 是统一的，本实施例中，边界条件为自然对流，考虑热辐射定义流动方式为层 流，辐射类型为DO辐射模型，环境温度设置为25℃，将建立好的待测试三维 模型进行网格划分，得到网格质量良好的网格，并施加相应的热载荷，设置好 迭代步数，通过仿真计算，等到仿真收敛，温度稳定后，得到模型的焊点温度 云图，如图8所示，为某一实验组合下对应的焊点温度云图，通过焊点温度云 图即可以确定每一实验组合对应的焊点最高温度；

S4、根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定所述多个焊点结构参 数之间的主次关系；

S5、根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点最高温度以及所述多 个焊点结构参数之间的主次关系建立所述多个焊点结构参数与所述焊点最高温 度之间的预测模型。

实施例二

本实施例具体限定了如何进行焊点结构参数的选取以及进行焊点结构参数 之间的主次关系的确定：

具体的，确定与焊点关联的多个焊点结构参数包括：

确定影响待测对象的焊点最高温度的所有焊点结构参数；

从所述所有焊点结构参数中选取置信度大于预设值的多个焊点结构参数作 为与焊点关联的焊点结构参数；

在一个可选的实施方式中，影响eMCP的焊点最高温度的焊点结构参数包 括：焊点高度、焊盘直径、焊点直径、焊点材质以及焊点间距；

在选择影响待测的封装产品的焊点最高温度的关键因素时，选取置信度为 90％时，对封装产品的焊点最高温度有影响的几个因子包括：焊点高度、焊盘直 径、焊点直径，对应的焊点结构的示意图如图9所示；

则在进行正交实验设计时，每个因子选取3个水平值，即每一焊点结构参 数具有3不同的焊点结构参数值，如表1所示：

表1

根据表1所列的因素水平表，将3水平输入到正交设计表中，就得到9组 热仿真组合模型，每一热仿真组合模型有对应的焊点结构参数值，对9组热仿 真组合模型仿真时，仿真环境以及仿真条件都保持一致，在每组热仿真完成后， 记录每组的仿真结果，收集每组仿真中芯片焊点的最高温度，并输入到根据9 组热仿真组合模型得到的正交设计表中，得到的对应各实验组合的正交设计表 如表2所示：

表2

根据表2所述的正交设计表对所述多个焊点结构参数进行极差分析，根据 极差值确定所述多个焊点结构参数之间的主次关系；

所述根据所述正交设计表对所述多个焊点结构参数进行极差分析包括：

根据所述正交设计表确定每一焊点结构参数下每一焊点结构参数值对应的 焊点最高温度的均值；

确定每一焊点结构参数下不同焊点结构参数值对应的焊点最高温度的均值 之间的最大差值，将所述最大差值确定为与其对应的焊点结构参数的极差值；

按照每一焊点结构参数对应的极差值的大小顺序确定多个焊点结构参数之 间的主次关系，极差值越大，则其对应的焊点结构参数处于越主要的位置；

具体的，根据表2所列的各个实验组合对应的实验数据，得到每一焊点结 构参数下不同的焊点结构参数值对应的焊点最高温度的均值，构成极差分析结 果表，如表3所示:

表3

根据表3可知，根据极差分析结果得到了对eMCP焊点最高温度的关键因 素的主次关系及排列，各因素按照极差由大到小的顺序为：焊点直径>焊盘直径> 焊点高度。

由此可知，在本实施例中焊点直径是影响eMCP封装产品的焊点最高温度 最关键的因素，其次是焊盘直径，焊点高度，在后续的封装设计中，焊点直径 设计尤为重要，从而提高eMCP的散热性能，提高产品的可靠性。

实施例三

本实施例具体限定了如何进行建立多个焊点结构参数与焊点最高温度之间 的预测公式：

具体的，以所述多个焊点结构参数作为变量，所述焊点最高温度作为响应， 根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点最高温度以及所述多个焊点结 构参数之间的主次关系进行偏最小二乘算法拟合，建立所述多个焊点结构参数 与所述焊点最高温度之间的预测公式；

在一个可选的实施方式中，采用拟合软件Istopt进行焊点结构参数与焊点的 最高温度之间的的预测公式，采用全局通用优化算法，以焊点直径(x1)、焊盘直 径(x2)、焊点高度(x3)为变量，焊点的最高温度y为响应，同时限定焊点直径、 焊盘直径以及焊点高度之间的主次关系，根据表3的数据，最终得到的拟合方 程为：

y＝14995.6177*x1^2+8806.1511*x2^2+13493.7777*x3∧2+22621.7688*x1*x2 +(-31251.7110)*x2*x3+(-33423.0444)*x1*x3+(-6656.8126) *x1+(-3961.2619)*x2+12263.7107*x3

实施例四

请参照图2，一种焊点温度的预测装置，包括：

测试环境搭建模块，用于根据接收的测试环境搭建请求建立虚拟的测试环 境；

正交实验设计模块，用于确定与焊点关联的多个焊点结构参数，根据接收 的正交实验设计请求对所述多个焊点结构参数进行正交实验设计，生成对应的 多个实验组合；

温度确定模块，用于根据所述多个实验组合在所述虚拟的测试环境中进行 热仿真，确定每一实验组合对应的焊点最高温度；

主次关系确定模块，用于根据每一实验组合及其对应的焊点最高温度确定 所述多个焊点结构参数之间的主次关系；

预测模型建立模块，用于根据每一实验组合对应的焊点结构参数值、焊点 最高温度以及所述多个焊点结构参数之间的主次关系建立所述多个焊点结构参 数与所述焊点最高温度之间的预测模型。

实施例五

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处 理器执行时实现实施例一至实施例三中任意一项所述的一种焊点温度的预测方 法中的各个步骤。

实施例六

请参照图3，一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在 处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一 至实施例三中任意一项所述的一种焊点温度的预测方法中的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种焊点温度的预测方法、装置、计算机可读存 储介质及电子设备，基于正交设计实现对eMCP封装产品焊点最高温度的预测， 先根据置信度选取影响焊点最高温度的因子，然后通过正交实验方法设计每个 因子具有不同的水平值，从而得到多组实验组合，根据每组实验组合在预先建 立的eMCP模型上布局对应结构的焊点并在统一的实验环境以及实验条件下进 行热仿真，得到每一组实验组合对应的焊点最高温度，对所得的实验结果进行 极差分析，确定各个焊点结构参数之间的主次关系，基于各个焊点结构参数的 主次关系以及所得的实验结果采用偏最小二乘算法拟合，建立所述多个焊点结 构参数与所述焊点最高温度之间的预测公式；设计正交表，能得到较为准确的 实验值，而采用热仿真代替实验，能最大减少成本，因此，能够在确定出焊点 结构参数的情况下，减少仿真跟实验的组数，通过预测公式得到相对准确的结 果，且能够通过预测公式提前对封装产品的散热性能进行预研，降低了产品在 封装设计中出现的失败风险，提高封装产品的可靠性，降低公司设计和生产产 品的成本。

在本申请所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、计 算机可读存储介质以及电子设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描 述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功 能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个组件或模块可以结合或 者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示 或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或 组件或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的组件可以是或者也可以不是物理上分开的，作为 组件显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者 也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 组件来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中， 也可以是各个组件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块 中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的 形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或 部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质 中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或 者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的 存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随 机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述 为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的 动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。 其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施 例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详 述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术 领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。