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為了確保芯片能夠穩定工作并延長使用壽命，工程師需要在芯片封裝前進行熱仿真分析。芯片熱仿真分析能夠在樣品和產品開始生產之前發現熱問題，指導設計優化，以保證芯片工作時的溫度不超過其最大結點溫度，從而減少打樣試錯次數，節約時間和成本，縮短研發周期，提高產品質量。

為了確保芯片能夠穩定工作并延長使用壽命，工程師需要在芯片封裝前進行熱仿真分析。芯片熱仿真分析能夠在樣品和產品開始生產之前發現熱問題，指導設計優化，以保證芯片工作時的溫度不超過其最大結點溫度，從而減少打樣試錯次數，節約時間和成本，縮短研發周期，提高產品質量。目前，CAE仿真軟件國產化率較低。

Celsius仿真工具的推廣與技術支持，為消費電子、通訊電子、汽車電子等領域的客戶提供從芯片級、封裝級、板級到系統級全尺度的熱解決方案，在散熱設計領域有多年行業經驗與技術積累。

不光是汽車行業，這幾年芯片計算能力需求的飛速發展和對可靠性要求的日益提升，越來越需要高速PCB板以及大功率PCB板，這對前期的設計提出更高的要求，需要仿真加以驗證，甚至是需要熱電耦合仿真或者結構熱耦合仿真。對于PCB板級熱仿真，Icepak可以導入精確的布線，并通過metal fraction計算局部的導熱系數，這樣更好的得到一個貼合實際的結果。

?該方法基于熱傳導?熱輻射和熱對流原理,使用ANSYSICEPAK軟件,從PCB尺寸?過孔設置和材質3個方面對參數進行了熱仿真優化實驗,分析了相同設計原理情況下,不同PCB布局和尺寸設計時熱仿真結果的差異性,并對參數進行了優化設計,實現了驅動電路熱性能的改善,滿足了車規級溫度的仿真要求?

這種反復的熱膨脹和機械變形會導致機械疲勞[1]，特別是在鍵合線和芯片金屬化層之間的連接點處。

uPI是一家領先的半導體電源管理芯片供應商，其產品應用領域涵蓋高性能計算（HPC）應用、通信硬件、電池管理、工業設備和消費類產品等。 通過利用Ansys仿真，uPI可以快速準確地預測其高性能芯片封裝設計的電氣、結構和熱特性，從而提高產品性能，簡化設計，并降低后期設計變更的風險。通過利用Ansys仿真分析熱流和熱機械應力，uPI可優化其封裝設計，并使熱可靠性翻倍。

例如汽車尾燈產品的熱設計是為了使光學性能設計后排布的LED以及整體發熱元器件在能夠承受的溫度下穩定的工作、使塑料件低于形變溫度保持良好的光學特性。需要根據多方面因素對電阻、芯片的位置進行調整，確保原器件以及PCB走線布置與LED以及塑料件保持合理的位置關系，保證各自有合適的傳熱路徑。整個設計研發過程中結合仿真與測試進行數據的獲取、驗證，進而基于分析結果進行產品的優化。

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該認證使更多的芯片設計人員能夠采用Ansys半導體仿真解決方案來執行多芯片協同分析，從而簡化設計并確保設計成功。 WoW技術涉及垂直堆疊而非水平放置在電路板上的硅晶圓或芯片。

瞬態熱測試法能夠測量電子部件一次元散熱路徑的結殼熱阻，以及進行散熱路徑上的結構函數分析。瞬態測試法可以通過測試獲得節溫，通過結構函數可以定性，以及定量的得到各個部位的熱阻值，可以評價不同的材料（ 例如Die Attach ）以及其接觸熱阻對芯片總體熱阻的影響。

在仿真模型設定中，不考慮熱輻射，水冷板設定為固體，其材料參數考慮水流影響，IGBT的芯片硅材料需要考慮溫度對熱傳導系數的影響。

Ansys是我們的重要合作伙伴，提供了經過驗證的仿真技術，我們的客戶可以將其用于熱管理和電源分析，以獲得更出色的性能和更高的可靠性。” Ansys副總裁兼電子、半導體和光學事業部總經理John Lee表示：“Ansys在電源管理和系統分析領域擁有深厚的專業知識和經驗，因此我們能夠與客戶交流探討關于芯片、封裝和系統級領域的問題。

Moldex3D軟件可以仿真模穴充填、交聯固化、翹曲變形、纖維排向、多材質成型和其他客制化制程。

利用ANSYS有限元軟件和傳熱理論對不同結構的IGBT功率模塊進行了仿真分析，IGBT模塊在穩態下運行的溫度場分布如下圖所示。總體而言，IGBT模塊的內部溫度分布不均勻，因為IGBT模塊中材料的熱導率不同，并且受到熱耦合的影響，尤其是在芯片區域。因此，我們應該合理設計模塊芯片的整體布局，以減少熱耦合對IGBT模塊的影響。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習芯片的三維模型處理2、學習芯片瞬態熱分析步的建立3、學習芯片瞬態熱分析的載荷施加4、學習芯片瞬態熱的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 芯片瞬態熱分析。

，傳統的仿真工具受限于計算機資源的限制，無法處理全芯片/Interposer模型，通過等效的模型描述芯片的熱特性，進行芯片/系統的熱環境信息交換，可有效提高仿真效率，也是目前主流的工具展方向， EDA工具在未來也會不斷提升芯片模型的信息及精度，進一步提高熱/結構的仿真精度。

了解更多Celsius Studio相關內容，鎖定<strong>9月25日“Cadence Celsius Studio從芯片到系統熱仿真解決方案”。

仿真工具：應對挑戰的關鍵面對上述多物理場挑戰，傳統的設計方法已力不從心，必須借助先進的仿真工具進行預測和驗證。 Ansys RedHawk-SC Electrothermal提供了針對3D-IC（含硅中介）的熱仿真能力。它可以對設計的幾何結構和材料屬性進行建模，仿真傳熱過程，分析溫度分布和散熱路徑，幫助工程師確保設計符合熱性能規范。