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专利号: 2025100224848
申请人: 道格特半导体科技(江苏)有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,该探针卡仿真方法包括以下步骤:S1、集成多物理场工况构建探针卡几何模型,将探针卡几何模型导入有限元仿真分析软件中;

S2、利用混合体素树模型对探针卡几何模型进行网格划分,并根据多物理场的分布需求调整网格密度,同时根据实际仿真需求利用预设的边界条件模板设置仿真的边界条件;

基于调整后的网格密度与仿真的边界条件启动仿真计算过程;

S3、提供仿真计算过程中物理场分布和结构应力状态的可视化界面,并根据反作用力分布结果,对仿真过程中探针卡的性能进行迭代优化;

其中,所述利用混合体素树模型对探针卡几何模型进行网格划分,并根据多物理场的分布需求调整网格密度,同时根据实际仿真需求利用预设的边界条件模板设置仿真的边界条件;基于调整后的网格密度与仿真的边界条件启动仿真计算过程包括以下步骤:S21、获取探针卡几何模型中各部分的材料属性和性能参数;

S22、基于混合体素树模型,对加载的探针卡几何模型进行网格划分;

S23、在有限元仿真分析软件中,根据探针卡的工作环境和实际使用条件,设置仿真的边界条件;

S24、利用已建立的混合体素树模型和设置的边界条件,启动多物理场仿真,计算探针卡在设定加载条件下的物理响应和化学响应;

S25、根据仿真计算结果,分析探针卡的性能,判断是否满足预定的性能标准和安全要求;并根据判断结果调整探针卡的几何结构、材料属性及性能参数;

S26、若探针卡的几何结构、材料属性及性能参数不满足预设目标,则重复执行S21‑S25的步骤,并根据预设目标调整网格划分、边界条件及物理加载条件,在每次迭代后,重新评估仿真过程中探针卡的性能;若探针卡的几何结构、材料属性及性能参数不满足预设目标,则输出探针卡的几何结构、材料属性及性能参数;

所述基于混合体素树模型,对加载的探针卡几何模型进行细致的网格划分包括以下步骤:S221、将探针卡的三维几何模型加载到有限元仿真分析软件中;

S222、在有限元仿真分析软件中,利用混合体素树模型对探针卡的三维几何模型进行网格划分,并标注物理场变化超过预设范围值的区域,同时自动调整网格大小和分布;

S223、完成网格划分后,对生成的网格质量进行检查,并确保网格均匀地覆盖了整个探针卡模型;

S224、根据网格的质量检查结果,若网格符合要求,则导出网格数据;若网格不符合要求,则返回S222步骤,并进行网格的优化。

2.根据权利要求1所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述集成多物理场工况构建探针卡几何模型,将探针卡几何模型导入有限元仿真分析软件中包括以下步骤:S11、获取探针卡中多物理场的功能需求,并利用制图软件根据多物理场的功能需求构建探针卡几何模型;

S12、在探针卡几何模型的各部分分配相应的材料属性和性能参数,并配置探针卡在实际操作中遇到的各类物理的加载条件;

S13、将配置后的几何模型导出,并转换为与有限元仿真分析软件相匹配格式的文件;

S14、在有限元仿真分析软件中加载探针卡几何模型的文件。

3.根据权利要求2所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述各类物理的加载条件包括设置机械负荷、热传导方程及化学反应速率。

4.根据权利要求3所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述在有限元仿真分析软件中,利用混合体素树模型对探针卡的三维几何模型进行网格划分,并标注物理场变化超过预设范围值的区域,同时自动调整网格大小和分布包括以下步骤:S2221、在有限元仿真分析软件中设置混合体素树模型的参数;

S2222、将混合体素树模型通过布尔集合操作转换成多面体边界模型;

S2223、利用多面体边界模型对探针卡的三维几何模型进行网格划分,并在多面体边界模型中对划分后的网格进行布尔运算,自动检测物理场变化超过预设阈值的区域,并对超过预设阈值的区域进行标注;

S2224、对已划分的网格进行评估,识别网格的区域,根据评估结果,自动调整网格的大小和分布。

5.根据权利要求4所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述利用多面体边界模型对探针卡的三维几何模型进行网格划分,并在多面体边界模型中对划分后的网格进行布尔运算,自动检测物理场变化超过预设阈值的区域,并对超过预设阈值的区域进行标注包括以下步骤:S22231、利用多面体边界模型划分探针卡的三维几何模型,并设置网格的尺寸和密度;

S22232、对划分好的网格进行布尔运算,对网格进行合并、切割或重构,以适应模型的几何和物理需求;

S22233、在多面体边界模型中,自动检测各个网格单元中物理场的变化,并比较每个网格单元的物理场值与周围网格或全局平均值的差异;

S22234、若检测当前区域的物理场变化超过预设的阈值,则将当前区域进行标注。

6.根据权利要求5所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述加载条件包括机械负荷、热传导方程及化学反应速率方程;

其中,所述机械负荷的计算公式为:

所述热传导方程的计算公式为:

所述化学反应速率方程的计算公式为:

式中,σ表示机械负荷;

E表示杨氏模量;

u表示位移;

x表示位置;

α表示热扩散率;

Q表示单位体积内的热源;

ρ表示密度;

cp表示比热容;

T表示温度;

t表示时间;

(A)与(B)表示生成物的浓度;

(C)表示反应物的浓度;

k表示反应速率常数;

m与n表示反应物的化学反应级数;

表示偏微分;

d表示变量的微小增量;

表示拉普拉斯算子。

7.根据权利要求1所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述提供仿真计算过程中物理场分布和结构应力状态的可视化界面,并根据反作用力分布结果,对仿真过程中探针卡的性能进行迭代优化包括以下步骤:S31、利用有限元仿真分析软件中提供的可视化工具展示物理场分布和结构应力状态;

S32、利用性能优化强化学习算法,通过设置奖励机制,基于应力和反作用力的分布对探针卡的性能进行评估;

S33、根据性能优化强化学习算法输出的结果调整探针卡设计参数,并重新执行仿真以评估调整后的性能变化;

S34、监控并分析性能优化强化学习算法中动作的选择频率和效率,基于实时反馈适当调整探索参数,直到满足预设的性能标准或达到仿真次数上限。

8.根据权利要求7所述的一种基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,所述利用性能优化强化学习算法,通过设置奖励机制,基于应力和反作用力的分布对探针卡的性能进行评估包括以下步骤:S321、根据探针卡性能的优化目标,确定奖励函数;

S322、设置性能优化强化学习算法的学习率,并分析应力和反作用力的分布,判断探针卡结构在实际使用中的承载能力和可能的失效点;

S323、基于判断结果,初始化Q值表,其中,Q值表中每个状态和动作对应初始估计的Q值;

S324、将Q学习算法与有限元仿真软件集成,确保在每次仿真迭代中,都能根据当前状态选择动作,并从仿真结果中获取反馈;

S325、根据当前的Q值表,选择执行动作,并执行仿真;

S326、根据仿真结果和奖励机制计算奖励值,并利用Q学习的更新规则更新Q值表;

S327、根据更新后的Q值表执行新的动作选择和仿真,循环此过程,直到达到性能标准或完成设定的迭代次数;

其中,所述奖励值的计算公式为:

Q(x,y)=Q(x,y)+ε[K(x,y)+γmaxy′Q(x′,y′)‑Q(x,y)];

式中,x表示当前状态;

y表示采取的动作;

x′表示动作后的新状态;

y′表示新状态下动作;

Q(x,y)表示在给定状态x下采取动作y所期望的总回报;

ε表示学习率;

γ表示折扣因子;

Q(x′,y′)表示新状态x下采取动作y所期望的总回报;

K(x,y)表示在特定状态x下采取动作y所期望的总回报。

9.一种基于反作用力分析的探针卡仿真系统,用于实现权利要求1‑8中任一项所述的基于反作用力分析的探针卡仿真方法,其特征在于,该系统包括:几何模型构建与集成模块、网格划分与仿真设置模块及仿真结果性能优化模块;

几何模型构建与集成模块、网格划分与仿真设置模块及仿真结果性能优化模块依次保持连接;

几何模型构建与集成模块,用于集成多物理场工况构建探针卡几何模型,将探针卡几何模型导入有限元仿真分析软件中;

网格划分与仿真设置模块,用于利用混合体素树模型对探针卡几何模型进行网格划分,并根据多物理场的分布需求调整网格密度,同时根据实际仿真需求利用预设的边界条件模板设置仿真的边界条件;基于调整后的网格密度与仿真的边界条件启动仿真计算过程;

仿真结果性能优化模块,用于提供仿真计算过程中物理场分布和结构应力状态的可视化界面,并根据反作用力分布结果,对仿真过程中探针卡的性能进行迭代优化。