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</p><p><br></p><p>3D-IC系統通常具有較大的溫度梯度，由于熱膨脹差，會導致組件之間產生強烈的機械應力。這些應力會導致各種元件之間的連接發生斷裂或錯位，并降低3D-IC裝配體的可靠壽命。而隨著半導體系統的規模和復雜性的增加，會更難以有效地對其進行分析。

熱膨脹與應力翹曲3D-IC中使用了多種材料（硅、金屬、介質等），它們的熱膨脹系數不同。當溫度變化時，各層材料膨脹幅度不一，會產生機械應力和翹曲，影響芯片性能和可靠性。

3D IC散熱分析 3D IC電熱耦合分析 考慮熱效應的芯片EM簽核分析 3D IC熱應力分析 Ansys是業界唯一一家可以提供針對高性能IC設計功耗、噪聲及可靠性仿真的多物理場仿真方案提供商高性能集成電路設計的挑戰，要求設計者的觀念從對芯片、封裝和電路板孤立地分析向更加系統化全面分析的多物理場（Multi-physics）解決方案轉變。

各種應力求解器對應金線偏移分析支持項目 Moldex3D求解器金線偏移非線性計算設定流程 步驟1：使用IC模塊在計算參數設定中，在封裝分頁下選擇應力求解器為Moldex3D。 步驟2：在金線偏移分析下的幾何字段選取非線性，并在最下方點選確認完成計算參數設定。 步驟3：在所有設定完成后啟動分析順序設定，并先確保已完成充填分析后，再接續進行金線偏移分析。

這些挑戰是由于3D-IC的復雜性和互聯性而產生的，其中多個芯片相互堆疊，并使用TSV和微突進行連接。熱膨脹也是3D-IC設計中的一項挑戰。隨著IC溫度的變化，IC中使用的不同材料將以不同的速率膨脹，從而導致應力和翹曲，影響其性能和可靠性。傳熱會使3D-IC設計中的溫度分布進一步復雜化。由于晶體管和其他組件的高密度，3D-IC中的傳熱變得非常困難。

可靠性多物理場分析隨著臺積電不斷推進3D-IC封裝技術，熱和應力多物理場分析已成為確保先進多芯片制造可靠性的關鍵。為了滿足這一需求，臺積電正擴大與Ansys Redhawk-SC Electrothermal?熱和多物理場簽核平臺在3D-IC方面的合作，整合機械應力分析解決方案，以更好地支持雙方客戶的需求。

分析設定在封裝(Encapsulation)頁簽中，可針對金線偏移分析、導線架偏移分析選擇分析的應力求解器(Stress Solver)，及分析所使用的計算模型；若在分析序列指定的充填-雙向導線架偏移分析(F/PS)，在此可以設定雙向流固耦合數據交換步距(圖十)。

例如，Ansys解決方案支持3D系統的完整熱分析，包括用計算流體動力學捕獲冷卻風扇的影響，用機械應力/翹曲分析確保多個芯片熱膨脹差異下的系統可靠性。Ansys甚至可提供解決制造可靠性的技術，預測芯片在現場何時會出現故障。這些產品有助于我們從頭到尾了解芯片和系統工程工作流程。 Ansys作為物理領域領導者的影響力已有數十年。

應力頁簽 (Stress Tab) 根據使用者選擇的分析方式會有不同的分析選項及參數可以編輯設定，Moldex3D 支持的應力分析類型共有：應力(一般)、退火、后熟化。應力類型 (Stress) 分析提供一般的功能開仿真塑件在施加不同的應力變形的情形。退火類型 (Annealing) 則針對退火制程提供熱引導式的變形模擬，后熟化則(PMC)相似于退火唯針對的是IC封裝制程。

計算結果表明，焊接順序對模塊殘余應力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應力安全裕度。剛度較大的底板層可以同時降低模塊變形和高溫共燒陶瓷( High Temperature Co-fired Ceram-ic，HTCC) 層應力。熱膨脹系數較小的蓋板層可以降低HTCC層應力，但會增大模塊整體變形。

</div><p>2、韌性與結構穩定性分析：試驗機可在彎折過程中，利用傳感器實時監測材料的應力 - 應變曲線，分析材料的韌性。

01現代 ECAD 模型日益增長的復雜性現代 IC 封裝在多層布線中涉及數千條網絡，并采用多種具有不同物理特性的材料，導致 ECAD 數據集極為龐大，難以管理與分析。3D 存儲立方體和堆疊芯片封裝中的高密度布線及緊湊布局，還帶來了更高的功率密度和機械應力。設計人員面臨熱應力、分層、芯片翹曲和焊料疲勞等問題，這些都可能嚴重影響封裝的可靠性。

后者則是由器件的潛在缺陷引起的,潛在缺陷的行為與時間和應力有關,經驗表明,受潮、腐蝕、機械應力、電過應力和靜電放電等產生的失效占主導地位。國高材分析測試中心高壓加速老化試驗箱(PCT)PCT是pressure cooker test的英文簡稱，指高壓加速老化壽命試驗，也稱為壓力鍋蒸煮試驗或是飽和蒸汽試驗。

</p><p class="ql-align-justify">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Celsius Studio可用于PCB和完整電子組件的電子散熱設計，也可用于2.5D和3D-IC封裝的熱與熱應力分析。

不同壓縮制程仿真的各式組件配置模型金線偏移及導線架偏移 (Wire Sweep and Paddle Shift)若要仿真熔膠所產生導線架上的應力及位移，甚至反過來被導線架影響流動性行為(雙向耦合)，則需要IC模型里面要包含導線架屬性組件。如果要模擬金在線的拖曳力或評估金線短路的風險，則需要有金線(線定義屬性)在模型中。 2.

不同壓縮制程仿真的各式組件配置模型金線偏移及導線架偏移 (Wire Sweep and Paddle Shift)若要仿真熔膠所產生導線架上的應力及位移，甚至反過來被導線架影響流動性行為(雙向耦合)，則需要IC模型里面要包含導線架屬性組件。如果要模擬金在線的拖曳力或評估金線短路的風險，則需要有金線(線定義屬性)在模型中。

范宣梅教授團隊在冰巖碎屑流早期階段運動性研究中取得了重要進展，研究成果以How Ice Particles Increase Mobility of Rock-Ice Avalanches: Insights From Chute Flows Simulation of Granular Rock-Ice Mixtures by Discrete Element Method

常見的IC封裝問題如：充填不完全、空孔、金線偏移、導線架偏移及翹曲變形等。Moldex3D 解決方案Moldex3D芯片封裝模塊目前支持的分析項目相當完善，以準確的材料量測為基礎，除了基本的流動充填與硬化過程模擬；并延伸到其他先進制造評估，例如 : 金線偏移、芯片偏移、填充料比例、底部填充封裝、后熟化過程、應力分布與結構變形等。

不同壓縮制程仿真的各式組件配置模型金線偏移及導線架偏移 (Wire Sweep and Paddle Shift)若要仿真熔膠所產生導線架上的應力及位移，甚至反過來被導線架影響流動性行為(雙向耦合)，則需要IC模型里面要包含導線架屬性組件。如果要模擬金在線的拖曳力或評估金線短路的風險，則需要有金線(線定義屬性)在模型中。

常見的IC封裝問題如：充填不完全、空孔、金線偏移、導線架偏移及翹曲變形等。Moldex3D 解決方案Moldex3D芯片封裝模塊目前支持的分析項目相當完善，以準確的材料量測為基礎，除了基本的流動充填與硬化過程模擬；并延伸到其他先進制造評估，例如 : 金線偏移、芯片偏移、填充料比例、底部填充封裝、后熟化過程、應力分布與結構變形等。