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下面就來(lái)介紹一下如何使用云道智造“電子散熱模塊”進(jìn)行“基于雙熱阻模型的芯片封裝中簡(jiǎn)單強(qiáng)制對(duì)流換熱”仿真分析。“芯片雙熱阻封裝的簡(jiǎn)單強(qiáng)制對(duì)流換熱問(wèn)題”仿真分析1、模擬條件本算例中建立了包括 1 個(gè)機(jī)箱、1 個(gè) PCB 板、1 個(gè)雙熱阻封裝、1 個(gè)軸流風(fēng)扇、1 個(gè)散熱器的簡(jiǎn)單強(qiáng)迫對(duì)流換熱模型，目的在于雙熱阻封裝模塊的應(yīng)用，便于熟悉雙熱阻封裝模塊的設(shè)置。穩(wěn)態(tài)計(jì)算，不考慮輻射。

摘要：本文基于國(guó)產(chǎn)自主仿真軟件PERA SIM Mechanical建立了某疊層封裝翹曲的仿真過(guò)程，從導(dǎo)入幾何模型開(kāi)始，到劃分網(wǎng)格、賦予材料參數(shù)、施加邊界條件和加載載荷，以及設(shè)置分析參數(shù)、進(jìn)行分析得到仿真分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了芯片翹曲全過(guò)程三維仿真。分析得到翹曲位移結(jié)果和應(yīng)力結(jié)果，對(duì)預(yù)測(cè)和分析電子封裝潛在可靠性問(wèn)題，優(yōu)化芯片的結(jié)構(gòu)和布局并提高芯片的整體性能提供依據(jù)。

芯片在出廠前首先要對(duì)其進(jìn)行封裝，封裝是為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片與外界交換信號(hào)并保護(hù)其免受各種外部因素影響。為了確保芯片能夠穩(wěn)定工作并延長(zhǎng)使用壽命，工程師需要在芯片封裝前進(jìn)行熱仿真分析。芯片熱仿真分析能夠在樣品和產(chǎn)品開(kāi)始生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)熱問(wèn)題，指導(dǎo)設(shè)計(jì)優(yōu)化，以保證芯片工作時(shí)的溫度不超過(guò)其最大結(jié)點(diǎn)溫度，從而減少打樣試錯(cuò)次數(shù)，節(jié)約時(shí)間和成本，縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，CAE仿真軟件國(guó)產(chǎn)化率較低。

轉(zhuǎn)注成型與覆晶底部填膠模擬? 顯示流動(dòng)與固化過(guò)程 ，優(yōu)化澆口與流道設(shè)計(jì)? 預(yù)測(cè)潛在成型瑕疵 ，仿真包封與短射? 計(jì)算氣體區(qū)域內(nèi)的壓降，優(yōu)化排氣設(shè)計(jì)? 評(píng)估制程條件與材料特性，縮短周期時(shí)間壓縮成型與晶圓級(jí)封裝模擬顯示壓縮成型制程的動(dòng)態(tài)流動(dòng)波前評(píng)估扇出型封裝之芯片偏移、翹曲行為與剪切應(yīng)力分布毛細(xì)底部填膠模擬? 顯示在不同表面張力與接觸角度下，毛細(xì)力所產(chǎn)生的流動(dòng)行為

Yorgos首先表示： “RLCK提取和仿真的應(yīng)用空間正在迅速擴(kuò)大。2.5D和3D IC的設(shè)計(jì)人員對(duì)以芯片為中心的流程非常熟悉。他們需要的建模解決方案既要求具備易用性，同時(shí)又要滿(mǎn)足高信號(hào)數(shù)據(jù)速率所需的精度以及這類(lèi)封裝解決方案的供電問(wèn)題。” 我問(wèn)道：“您如何在易用性和準(zhǔn)確性之間取得平衡？”

在電子產(chǎn)品仿真中，PCB/封裝結(jié)構(gòu)的建模準(zhǔn)確性一直是影響仿真速度和精度的關(guān)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(duì)PCB/封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效建模。

并基于上述真實(shí)的DSP器件模型，利用有限元軟件Abaqus建立了球柵陣列BGA結(jié)構(gòu)封裝體的基本模型， 分析DSP器件在不同條件下的受力情況，按照不同安裝變形、不同力學(xué)條件、不同溫度變化、綜合工況、高低溫交變循環(huán)五種工況，分別建立相應(yīng)的有限元模型，分析在每種載荷作用下得到的仿真結(jié)果，并計(jì)算DSP器件在高低溫交變循環(huán)下應(yīng)力疲勞情況并為工程實(shí)際中提供幫助與建議[21]。

圖元仿真工程中心一直致力于為客戶(hù)提供電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的仿真分析服務(wù)，我們正在與很多IC封裝客戶(hù)和系統(tǒng)客戶(hù)合作，幫助他們解決實(shí)際項(xiàng)目問(wèn)題并完善設(shè)計(jì)流程。通過(guò)每個(gè)仿真項(xiàng)目的實(shí)施，工程中心技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)客戶(hù)的需求以及行業(yè)的發(fā)展有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，自身的業(yè)務(wù)能力也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，形成了完整的仿真服務(wù)體系。

Interposer/TSV等結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)化，芯片與封裝的聯(lián)合仿真，電熱耦合仿真等。

這種方法已經(jīng)由軟件ANSYS 17.0通過(guò)熱機(jī)械仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。ANSYS的結(jié)果稍后被導(dǎo)入到VirtualLab Fusion軟件中，這款軟件按照波長(zhǎng)及偏振性對(duì)輸入輸出光束進(jìn)行分析。研究是建立在一種用于玻璃或晶體光學(xué)封裝中低應(yīng)力焊接技術(shù)，也被稱(chēng)作焊機(jī)泵浦技術(shù)的背景下。

ANSYS Icepak封裝模擬案例 詳細(xì)封裝-熱沉的熱仿真 封裝基板導(dǎo)熱的詳細(xì)模擬 Icepak可以導(dǎo)入封裝基板的Trace數(shù)據(jù)，并基于此，對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?dǎo)熱系數(shù)根據(jù)其殘銅率進(jìn)行評(píng)估。 此舉極大提高了封裝結(jié)構(gòu)散熱通道模擬的準(zhǔn)確性。

近日一篇《華為又一項(xiàng)芯片堆疊封裝專(zhuān)利曝光》的文章刷屏芯片封裝工程師的朋友圈。它是一個(gè)避免使用TSV的3D封裝設(shè)計(jì)，吸引了我的芯片封裝設(shè)計(jì)精品課學(xué)習(xí)型仿真工程師的好奇和關(guān)注。眾所周知，TSV的制作工藝復(fù)雜，可靠性差，尤其是TSV first和TSV middle都需要在fab廠做，甚至?xí)绊懶酒骷煽啃裕裉煳覀兙蛠?lái)聊聊芯片堆疊封裝那些事。

影響封裝缺陷和失效的因素是多種多樣的， 材料成分和屬性、封裝設(shè)計(jì)、環(huán)境條件和工藝參數(shù)等都會(huì)有所影響。確定影響因素和預(yù)防封裝缺陷和失效的基本前提。影響因素可以通過(guò)試驗(yàn)或者模擬仿真的方法來(lái)確定，一般多采用物理模型法和數(shù)值參數(shù)法。對(duì)于更復(fù)雜的缺陷和失效機(jī)理，常常采用試差法確定關(guān)鍵的影響因素，但是這個(gè)方法需要較長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間和設(shè)備修正，效率低、花費(fèi)高。

十多年來(lái)，優(yōu)飛迪科技在數(shù)字孿生、工業(yè)軟件尤其仿真技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并在這些領(lǐng)域擁有數(shù)十項(xiàng)獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。同時(shí)，優(yōu)飛迪科技也與國(guó)際和國(guó)內(nèi)的主要頭部工業(yè)軟件廠商建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，能夠?yàn)榭蛻?hù)提供完整的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)解決方案。

分層射出是光學(xué)產(chǎn)品極端設(shè)計(jì)的解決方案之一，透過(guò)將極端產(chǎn)品設(shè)計(jì)分解成堆棧的A-B層依序成型，改善高肉厚帶來(lái)的成型挑戰(zhàn)。Moldex3D光學(xué)分析支持預(yù)測(cè)多材質(zhì)射出A-B層在成型過(guò)程產(chǎn)生的流動(dòng)殘留應(yīng)力與熱殘留應(yīng)力，并提供最終產(chǎn)品的條紋級(jí)數(shù)與光彈條紋，利用Moldex3D進(jìn)行多材質(zhì)射出的光學(xué)分析。

熱仿真設(shè)計(jì)先進(jìn)封裝中最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一是控制半導(dǎo)體溫度。這就是熱設(shè)計(jì)成為封裝設(shè)計(jì)工作流程中越來(lái)越重要組成部分的原因。通過(guò)保持較低的結(jié)溫，可以簡(jiǎn)單地避免管芯附著層或C4凸塊中的裂紋或分層等問(wèn)題。 使用專(zhuān)用CFD和FEA求解器的聯(lián)合模擬來(lái)分析復(fù)雜包裝結(jié)構(gòu)的熱和機(jī)械行為。 我想通過(guò)下面幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟來(lái)說(shuō)明這個(gè)過(guò)程有多簡(jiǎn)單。

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