電遷移仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-08
電遷移仿真的視頻教程
電磁鐵仿真系列課-01（2D軸對稱電磁鐵電磁、溫度、流體耦合仿真）
直流電磁鐵電磁場仿真設置 直流電磁鐵繞組設置，仿真繞組電阻、電流隨溫度變化曲線 電磁力隨溫度變化曲線 電磁鐵與溫度、流體場雙向耦合設置 溫度與流體耦合設置 電磁場、溫度場后處理查看
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電磁檢測與仿真系列課-03-Comsol脈沖電渦流傳感器檢測仿真
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電遷移仿真的實例教程
本案例提出一種新的電遷移仿真建模方法，通過COMSOL多物理場軟件建立了經典三維Cu互連線結構。通過有限元仿真得到三維互連線的溫度、電流密度和應力分布，獲得了更優的數據仿真結果。仿真模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
Cu互連線中等溫面分布
Cu互連線的電流密度分布圖
Cu互連線應力分布圖
Cu互連線中電遷移導致的原子擴散通量散度分布
Cu互連線熱遷移原子擴散通量散度分布
圖2 數值仿真結果
結果顯示，金屬互連線中電流在直角內側有嚴重的淤積現象，電遷移在互連線轉折處最為劇烈;高溫區域位于直角內外側之間，熱遷移的程度隨著溫度的升高而升高;高應力區域主要是互連線的外邊緣處，但是應力遷移在總體電遷移中占比較小，幾乎可以忽略。另外，Cu互連線的抗電遷移性能總體優于Ag互連線，是優異的高密度集成電路導體材料。
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展開 該示例問題是焊球的瞬態電遷移分析。有限元解計算由于擴散、電遷移、應力遷移和熱遷移的綜合效應導致的原子濃度與初始單位值的偏差。
重點介紹了以下特性和功能：
• 耦合結構-熱-電-擴散固體單元
• 耦合結構-熱-電-擴散接觸單元
• 具有原子通量選項的遷移模型
介紹
電遷移是由高密度電流引起的金屬互連中的傳質過程。它是集成電路中的關鍵故障機制，在集成電路中，由于小型化，電流密度很高。金屬原子的傳質會導致小丘、晶須和空隙的形成，所有這些都會導致電路的電氣故障。
影響電遷移的性質高度依賴于溫度，涉及結構、電、熱和擴散的四個領域以多種方式耦合。例如，由于焦耳加熱導致的電驅動金屬擴散和熱膨脹導致導體中的壓縮（背應力），這可以延遲并最終停止電遷移。
本例中使用的耦合場單元采用了強（矩陣）耦合，這對于獲得四個場的收斂至關重要。通過同時對四個場進行建模，可以方便地在單個分析中指定所有所需的材料特性和耦合效果。
問題描述
考慮了夾在兩塊銅板之間的SnAgCu（SAC）焊點的半對稱模型。
導體之間的距離為450μm。焊球的直徑為760μm，其與導體接觸的寬度為612μm。這些尺寸大致對應于球柵陣列（BGA）結構。
導體厚40μm，寬800μm（在半對稱模型中為400μm），長1000μm。
建模
本示例的簡單幾何體是在Mechanical APDL中創建和網格化的。
該模型用SOLID226耦合場單元劃分網格。CONTA174接觸單元被限定在焊料球和銅導體之間。SOLID226和CONTA174單元具有本分析所需的以下自由度：濃度（CONC）、溫度（TEMP）、電壓（VOLT）和位移（UX、UY、UZ）。
展開 AnsysWB-焊錫球中的電遷移 ￥10
這個示例問題是對一個焊球進行的瞬態電遷移分析。通過有限元方法求解得出，由于擴散、電遷移、應力遷移和熱遷移的共同作用，原子濃度相對于初始單位值發生了偏離。
電遷移是一種由高密度電流引起的金屬互連體中的物質傳輸過程。在集成電路中，一個關鍵的失效機制是由于微型化導致電流密度增大。金屬原子的物質傳輸可能會形成凸起、枝晶和空洞，這些都會導致電路的電氣故障。
影響電遷移的特性高度依賴于溫度，并且所涉及的四個領域——結構、電學、熱學和擴散——在許多方面相互關聯。例如，由于焦耳熱而驅動的金屬擴散以及電驅動的金屬擴散和熱膨脹會在導體中引起壓縮（反應力），這可能會減緩甚至最終阻止電遷移。
此示例中使用的耦合場元件采用強（矩陣）耦合方式，這對于實現四個領域的收斂至關重要。通過同時對這四個領域進行建模，您可以方便地在一次分析中指定所有所需的材料屬性和耦合效應。
展開 此次認證有助于實現電源和信號網絡的提取、靜態和動態壓降分析、自發熱和電遷移分析，從而滿足三星代工最新7LPP（7nm Low Power Plus）光刻工藝技術的要求。
三星代工的7LPP是其首款采用EUV光刻技術的半導體工藝技術，這種尖端工藝技術大幅降低了復雜性，而且相對于前一代10nm FinFET技術而言能夠顯著改進良品率，并縮短周轉時間。
三星電子的代工廠市場營銷團隊副總裁Ryan Sanghyun Lee指出：“客戶能夠利用7LPP工藝技術打造突破性產品，在新一代移動、HPC和汽車應用中將5G和智能產品與人工智能緊密聯系在一起。采用通過7LPP認證的ANSYS解決方案，我們雙方共同的客戶不僅能夠創建更高電源效率、更小封裝的5G移動芯片組，以支持更輕薄的手機設計，而且還能為計算強度較高的深度學習應用提供AI芯片，以滿足云端和邊緣計算的要求。”
ANSYS的總經理John Lee指出：“ANSYS和三星代工長期致力于為芯片、封裝和系統等各個領域的電源完整性、熱和可靠性驗收提供綜合全面的設計方法，從而幫助客戶成功研發出穩健可靠的創新型產品。通過三星的先進晶圓代工生態系統（SAFE）計劃，我們將繼續提供業界領先的工藝平臺，這樣我們的客戶就能加速創建高穩定性電子系統，同時盡可能減少設計成本和風險。”
展開 實現3nm工藝技術的電源完整性和電遷移（EM）可靠性仍然是一項極具挑戰性的簽核難題。傳統的離散EM和壓降方法已經無法滿足3nm工藝的簽核要求，因為3nm工藝集成了數十億個晶體管，且在單個晶圓裸片上提供強大的功率和性能，這要求3nm工藝技術需要一個綜合全面的電源完整性、熱完整性和可靠性分析平臺，如Ansys提供的Ansys RedHawk-SC和Ansys? Totem?。
臺積電N3工藝對RedHawk-SC的認證包括電網提取、電源完整性和可靠性、信號EM、自加熱的熱可靠性分析、熱感知EM和統計EM預算。Redhawk-SC通過利用其底層Ansys? SeaScape? 基礎架構的彈性計算、大數據分析和高容量來分析龐大的3nm網絡設計。同樣，Totem也通過了晶體管級定制設計的認證。
臺積電設計基礎架構管理事業部高級總監Suk Lee表示：“我們對近期與Ansys合作的結果感到非常滿意。Ansys為臺積電最高級的3nm工藝技術提供了多物理場設計解決方案，這幫助我們雙方客戶應對設計難題和技術挑戰。本次合作將Ansys的前沿解決方案與臺積電的高級工藝完美結合，幫助我們的客戶推進新一代3nm芯片組的技術創新，該技術將為眾多應用提供支持。”
Ansys副總裁兼總經理John Lee指出：“此次新增認證進一步加強了Ansys與臺積電的緊密合作，為我們雙方客戶探索解決方案。Ansys廣泛的多物理場仿真與分析技術（從芯片級到系統級）讓我們有充足的能力在AI/ML、5G、HPC、網絡和圖像處理應用中實現規模更大、功耗更低的設計。”
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電遷移仿真的最新內容
4月22日16:00，Ansys官方『AI驅動的OSA模型助力高速電光仿真全流程』研討會將介紹一種用于高速光學 SerDes 鏈路仿真的新 IBIS-AMI 模型。感興趣的下滑預約學習??
時間：4月22日（星期三），16:00-17:00
內容簡介：
本次 webinar 將會介紹一種用于高速光學 SerDes 鏈路仿真的新 IBIS-AMI 模型。該模型采用機器學習方法模擬光學器件的非線性行為
AnsysWB-焊錫球中的電遷移5個月前
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用于仿真的幾何形狀包含一個單元的耦合組件，以及一段連接到電源的
槽間母線板。它由陽極頂部和四個中心柱組成，柱上固定著銅棒和銅條。
施加直流電流及溫度，以及對流散熱等邊界條件。
DC-Link 薄膜電容是電動汽車電驅系統中的一個重要組成部分，在反復充放電的過程中會導致電容發熱，影響其使用壽命。
本文基于ANSYS 仿真軟件對某型號DC-Link 薄膜電容器進行溫度場分析，結果表明，在
高溫環境中，電容器芯子中心處為溫度最高點，而配備散熱器后，最高溫度點轉移至遠離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實際電容產品簡化的3D模型
隨著新能源汽車的崛起，電連接、馬達等核心部件的連接器也在迅猛發展，2025年市場規模預計達數百億元，同比增長率超20%；區別于傳統的3C行業連接器，新能源領域的連接器一般都是含銅排或者鋁排的塑膠零部件，塑膠材料以PA6/PA66/ PBT/PPA/PPS為主，一般含30%左右的玻纖材料，由于工作環境比較惡劣，隨著應用經驗的積累，現在此類零部件開發過程的大都要進行冷熱沖擊試驗，
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8月20
電仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電分析。相應的模型圖如下
對應的電邊界條件：
starccm實現
幾何：
網格：
物理連續體設置：
電光調制器，一種通過外部手段改變材料折射率的光電子器件，常用于電信號與光信號轉換過程。現實當中電光調制器種類繁多，諸如鈮酸鋰基的電光調制器、硅基的電光調制器、基于等離子共振色散的電光調制器等等。然而，這些調制器原理不一樣，這造就了分析調制器的原理和方法不能放之四海而皆準，必然是針對具體問題要采用特定的方法和技巧。考慮到硅基電光調制器的成熟工藝，下文將展現仿真硅基電光調制的整個流程。后面若有機會再分享鈮酸鋰基電光調制器和基于等離子共振色散的電光調制器
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