封裝結構建模的案例
PCB/封裝建模：增強單元進一步提高電子產(chǎn)品結構可靠性仿真精度
在電子產(chǎn)品仿真中，PCB/封裝結構的建模準確性一直是影響仿真速度和精度的關鍵因素。
Ansys 一直致力于該功能研發(fā)，例如 Trace mapping 局部材料等效方法，可以快速高效地對PCB/封裝結構進行等效建模。
而Ansys 增強單元則進一步提升PCB/封裝結構建模的準確性，從而提高電子產(chǎn)品結構可靠性仿真精度。
功率器件封裝結構熱設計綜述
華北電力大學新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室
原位 | DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.230136
摘要：半導體技術的進步使得芯片的尺寸得以不斷縮小，倒逼著封裝技術的發(fā)展和進步，也由此產(chǎn)生了各種各樣的封裝 形式。當前功率器件的設計和發(fā)展具有低電感、高散熱和高絕緣能力的屬性特征，器件封裝上呈現(xiàn)出模塊化、多功能化 和體積緊湊化的發(fā)展趨勢。為實現(xiàn)封裝器件低電感設計，器件封裝結構更加緊湊，而芯片電壓等級和封裝模塊的功率密度持續(xù)提高，給封裝絕緣和器件散熱帶來挑戰(zhàn)。在有限的封 裝空間內(nèi)，如何把芯片的耗散熱及時高效的釋放到外界環(huán)境中以降低芯片結溫及器件內(nèi)部各封裝材料的工作溫度，已成 為當前功率器件封裝設計階段需要考慮的重要問題之一。本文聚焦于功率器件封裝結構的散熱方面，針對功率半導體器件在散熱路徑方面的結構設計進行歸納總結。通過對國內(nèi)外 功率器件封裝結構設計的綜述，梳理了功率器件封裝結構設計過程中在散熱方面的考慮及封裝散熱特點，并根據(jù)功率器 件散熱特點對功率器件封裝結構類型進行了分類。最后，基于降低封裝結構散熱熱阻、提高器件散熱能力的目的，從高導熱封裝材料和連接工藝、芯片面接觸連接、增加散熱路徑 以及縮短散熱路程四個方面對功率器件封裝結構設計在散熱方面未來的發(fā)展趨勢進行了展望。
展開 SiC 雙面散熱封裝結構傳熱性能分析
基于以上模型對封裝結構的傳熱性能進行穩(wěn)態(tài)分析，通過對不同封裝材料的功率模塊進行瞬態(tài)分析得出模型應使用的較佳材料，最終研究了燒結銀焊層厚度對功率模塊結溫的影響，為 SiC 雙面散熱功率模塊的設計提供了參考。
一、 引言
近年來，以碳化硅（Silicon Carbide, SiC）器件為代表的第三代功率半導體技術在電動/混動汽車、新能源發(fā)電、5G 通信裝備以及航空航天等微系統(tǒng)封裝集成應用方面呈現(xiàn) 出巨大的潛在應用價值和前景。發(fā)展針對 SiC 器件工作特點的模塊封裝技術已經(jīng)成為電 子封裝領域的重要研究課題和產(chǎn)業(yè)界的迫切需求。
由于各種材料的限制，硅基功率器件在許多方面已經(jīng)達到其材料的理論極限，目前所存在的功率模塊封裝技術大部分都是 為硅基功率模塊設計，將其直接應用于 SiC 功率模塊，會出現(xiàn)使用頻率、散熱、可靠性等多方面帶來的新挑戰(zhàn)。本文從熱角度分析 SiC 技術設計方案的關鍵影響因素，這為發(fā)展針對 SiC 器件工作特點的高可靠互連封裝技術提供參考依據(jù)。
展開 Ansys在芯片/封裝結構熱力可靠性方案
封裝結構的熱力可靠性方案
Influence of flip-chip attachment process on IC
Moisture Diffusion\Moisture Stress
Thermal Cycling\Thermal Stresses
Solder Joint Reliability
Shock Analysis
Drop Test
Crack Initiation and Crack Growth
Multi-physics Reliability
Warpage Analysis
Model import
Thermal
Stress
Stress and Strain Analysis of Solderball
Additional Solution for the fatigue performance of solderball
3DIC熱力設計解決方案
深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)的國家級高新技術企業(yè)。
展開 
芯片封裝結構的散熱分析
隨著封裝結構越來越小型化，我們越來越需要仔細評估芯片封裝結構的散熱效應，對于產(chǎn)品可靠性的影響。以及相關熱應力對于芯片性能的影響。設計出合理的散熱封裝結構可以有效的提高產(chǎn)品性能，本文以常見BGA封裝結構為例，采用ANSYS穩(wěn)態(tài)散熱對封裝結構進行分析。雖然模型很簡單，但是對于封裝結構的優(yōu)化設計很有幫助。
一、模型
BGA的模型主要有芯片，基板，EMC，焊球，粘結層等組成，在建模的時候，我省略了一部分。
二、因主要考慮穩(wěn)態(tài)的散熱問題，計算量不大，因此可以采用全模型進行分析。
三、對以上各層材料都賦予材料參數(shù)，熱導率可由材料供應商出獲得；
四、熱源主要為芯片產(chǎn)生的熱，可以根據(jù)功率和芯片面積進行換算。本例子中，芯片的熱生產(chǎn)率設定為0.075w/mm^2;
五、熱對流換熱系數(shù)設定為2e-4 w/(mm^2*K)
六、模型外面還會通過輻射進行散熱，可以設定底部或者上部材料的黑度值為0.9；
七、環(huán)境溫度設置為22C；
八、計算的結果如下：
可以看出，在該工作功率下，芯片的溫升僅為31C。
展開 南大《AFM》：一種具有真空封裝結構的多相催化劑！
來自南京大學的學者成功地制備了一種具有真空封裝結構的多相催化劑(rGO@FexP/C)，其中碳支載的磷化鐵(FexP/C)緊密覆蓋在相互連接的還原石墨烯(rGO)片層中。反應后rGO@FexP/C的溶解鐵濃度僅為裸FexP/C(14.6mgL?1)的3.37%，而rGO@FexP/C對磺胺甲惡唑(10mgL?1)的降解性能優(yōu)于FexP/C。對不同外層厚度和不同形貌結構的rGO@FexP/C的研究表明，rGO@FexP/C獨特的結構對磺胺甲惡唑(10mgL-1)的降解起決定性作用。這種超薄碳層中的多級磷化鐵復合材料作為有效的多相電芬頓催化劑，具有突出的穩(wěn)定性和催化活性。相關文章以“Hierarchical Iron Phosphides Composite Confned in Ultrathin Carbon Layer as E?ective Heterogeneous Electro-Fenton Catalyst with Prominent Stability and Catalytic Activity”標題發(fā)表在Advanced Functional Materials。
展開 【ANSYS官方】HFSS-PI實現(xiàn)芯片封裝電源網(wǎng)絡高效精準建模，報名抽MATE 30
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網(wǎng)絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業(yè)熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數(shù)字孿生等等。
在此系列網(wǎng)絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺！
本期研討會
《HFSS-PI實現(xiàn)芯片封裝電源網(wǎng)絡高效精準建模》
日期/時間
2019年10月29日20:00 – 21:00
課程受眾
芯片、封裝、PCB等關心電源完整性的所有的電子產(chǎn)品相關公司
講師簡介
張百玲
SI&PI仿真軟件專家，對信號完整性和電源完整性仿真分析有系統(tǒng)性了解和研究現(xiàn)任ANSYS中國高級應用工程，負責ANSYS平臺信號完整性和電源完整性相關產(chǎn)品的整體解決方案。
課程簡介
隨著芯片封裝小型化及低電壓大電流的需求，PCB和封裝的噪聲容限越來越小，供電系統(tǒng)要求更加嚴格的設計，芯片、封裝、系統(tǒng)的電源完整性仿真分析已經(jīng)成為評估供電系統(tǒng)好壞的必要手段.
HFSS軟件一直致力于高頻電磁場方面的研發(fā)和應用，基于其全方面的底層求解器能力，得到了廣泛的應用和認可。在其今年發(fā)布的2019R3版本中，新增了電源完整性仿真求解器（HFSS-PI solver），可以精準快速的對芯片封裝進行3D全波的電源完整性仿真分析。
本直播將以講解結合實際操作的方式，介紹HFSS的新功能——HFSS-PI求解器 如何對芯片封裝電源進行仿真分析的整體解決方案。
展開 PCB及封裝結構熱應力協(xié)同仿真新功能及應用實例培訓
PCB及封裝結構熱應力協(xié)同仿真新功能及應用實例，時間：2017年6月21日，晚上8:00： http://event.31huiyi.com/615702442
【CAE案例】結構仿真對層壓木質結構的地震響應進行自動化非線性建模中的應用
01 研究背景
本次研究對象木質結構，這種傳統(tǒng)材料其實有著顯著的各向異性。使用木頭制作的交叉層壓板（圖2），即CLT板同樣具有各向異性。CLT板材在兩個主方向上有不同的抗彎剛度和平面穩(wěn)定性，在墻面和地板的建造中都有使用。
圖1 木材的各向異性
圖2 CLT板的結構
木質結構在地震的整體表現(xiàn)主要由接觸和離散的連接結構決定。連接結構對壓縮沒有反力，但對拉力或剪力有尖銳的響應，并且板與板之間的接觸是單邊的。
圖3 地震對結構的作用方式
02 自動化建模方法
藍色：墻面
黃色：墻間接觸面
綠色：墻地板接觸面
暗紅：地板面
鮮紅：角支架（只有抗剪剛度的K_T_D_L 彈簧）
黑色：WC/WFC/FC（有抗剪剛度和軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
紫色：拉力構件（只有軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
圖5 拉力構件的力學響應
圖6 網(wǎng)格
模型一共有449個面（61個CLT板），204個有接觸和摩擦的邊緣，1543個離散元件代表9種連接構件，211個板件連接。所有的組和連接區(qū)域都是自動生成的。
03 計算結果
線性模型
無摩擦接觸
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
低加速度時的兩種建模的差別
（左）直接連接，（右）有接觸和摩擦
（左）時變場驗證，（右） 累計場驗證
04 結論與展望
檢驗的應力場包括：
1. 板子的軸向（壓或拉）力與扭矩結合產(chǎn)生的板在縱向的應力；
2. 垂直于板的剪切力產(chǎn)生的縱向剪切應力；
3.
展開 肋環(huán)型網(wǎng)殼結構 ANSYS 參數(shù)化建模與自動出圖案例介紹 ￥19.89
案例總結
肋環(huán)型網(wǎng)殼結構在空間結構體系中具有代表性，其幾何特征復雜、參數(shù)多、建模過程繁瑣。本案例通過 APDL 參數(shù)化編程方法，實現(xiàn)了從幾何定義、單元生成到結果出圖的自動化流程，大幅提升了建模效率與分析便捷性。
該模型既可作為快速驗證結構可行性的小工具，也可作為進一步進行屈曲分析、穩(wěn)定性研究和二次開發(fā)的基礎模板。對于從事空間結構建模、科研分析或教學應用的用戶而言，本案例提供了一種簡潔、高效、可擴展的建模方案。
SolidWorks建模練習（51）：DNA結構
最終結果如下圖所示：
方法：
1.點擊拉伸凸臺/基體，在上視基準面繪制如下圖所示的草圖。
設置拉伸深度為500mm。
2.再次點擊拉伸凸臺/基體，在右視基準面繪制如下圖所示的草圖。
開始條件設置為“等距”，距離為10mm；終止條件設置為“成形到實體”，選擇上一步創(chuàng)建的拉伸實體作為參考，如下圖所示。
3.點擊“插入”-“特征”-“圓頂”，選擇上一步創(chuàng)建的拉伸實體的端面，設置距離值為8mm，點擊勾號完成。
4.點擊草圖按鈕，在前視基準面繪制如下圖所示的草圖。
5.點擊線性陣列，陣列方向選擇上一步創(chuàng)建的草圖（直線），設置陣列的實例數(shù)量為25個，陣列間距為20mm，如下圖所示。
陣列完成后如下圖所示。
6.點擊鏡向按鈕，選擇右視基準面作為鏡向平面，選擇陣列實體作為要鏡向的對象，如下圖所示。
7.點擊“插入”-“特征”-“彎曲”，選擇陣列及鏡像特征作為彎曲的輸入，勾選“扭曲”選項，設置扭曲的角度為250度，如下圖所示。
8.完成。
展開 
ABAQUS三維多孔結構建模插件QSGS3D V2版本 ￥598
可將生成的模型創(chuàng)建網(wǎng)格部件后刪除孔隙單元來實現(xiàn)多孔結構并進行模擬分析。以下為多孔結構的軸心受壓應力及位移模擬結果。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。如需Abaqus2023及以下版本的插件可查看：
QSGS3D V1.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1919416
更新日志
2023/09/12 V1.0
插件發(fā)布
實現(xiàn)三維四參數(shù)單一材料隨機生長
2024/04/12 V2.0
適配Python3及Abaqus2024以上版本
優(yōu)化注冊編號及插件界面
說明提醒
插件需要注冊，注冊完成可永久可用，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。
本文發(fā)布前購買過本插件低版本的用戶可憑借購買憑證及許可信息免費升級到當前版本。
展開 ABAQUS多孔結構建模2D
ABAQUS二維隨機多孔結構建模，可有效表征孔隙隨機分布與連通特性，結合有限元方法精確模擬在復雜載荷下的力學響應與損傷演化過程，或進行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機分布的多孔結構二維模型。
多孔結構模型采用單連通周期邊界多孔結構2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。
采用CAD圖像導入插件將多孔結構模型導入到AutoCAD內(nèi)轉換為CAD文件。
將CAD文件進行面域生成預處理后導出為iges格式文件，并導入到ABAQUS內(nèi)建立部件。
在部件編輯中將模型空間更改為二維平面。
新建一個與原模型尺寸相同的矩形部件，并在裝配中與導入的部件進行切割幾何操作，建立多孔結構二維模型。
也可與導入的部件裝配建立孔隙＋顆粒兩相材料模型。
可進行網(wǎng)格劃分及完成后續(xù)的多孔結構仿真模擬。
展開 ABAQUS隨機雙相材料多孔結構建模
首先采用AbyssFish四參數(shù)隨機生長2D軟件V1.3版本隨機生成一張模型圖像。
通過CAD圖像導入插件將圖像導入到AutoCAD內(nèi)，并將圖像的黑白區(qū)域分別處理成三維部件，并導出為iges格式文件。
在Abaqus CAE軟件內(nèi)，將兩份iges文件導入。
對兩個部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。
進行網(wǎng)格劃分操作。
設置兩部件之間的相互作用。
設置分析步后對模型添加載荷，這里將下側邊界設置為固定約束，上邊界添加向下的位移，實現(xiàn)模型的受壓狀態(tài)模擬。
創(chuàng)建作業(yè)并提交分析查看結果。
ABAQUS單連通域多孔結構建模
多孔結構由于其復雜的幾何形態(tài)和分布特性，使得其力學行為難以用傳統(tǒng)方法精確描述。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立單連通域多孔結構模型，并研究其復雜結構內(nèi)部的應力、應變分布以及變形模式。
本案例中多孔結構模型采用AbyssFish單連通域周期邊界多孔結構2D軟件V1.0隨機生成，模型也可采用照片或掃描圖。
采用CAD圖像導入插件V1.1版本將圖片導入到CAD內(nèi)形成閉合線條。
將模型建立面域并形成多孔結構模型。
將模型以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)。
根據(jù)研究內(nèi)容為模型添加材料。
設置約束及載荷，上部設置豎向位移。
為模型劃分網(wǎng)格。
提交作業(yè)并查看模擬結果。
展開 