芯片与封装的热、应力分析

芯片、封装行业概述

•ANSYS在芯片、封装行业的典型应用场景    芯片与封装的热、应力分析

‐芯片封装结构热分析

‐芯片封装结构纯力学分析 

‐芯片封装结构热应力分析 

‐芯片封装结构电热力多物理场分析

‐芯片封装结构湿度扩散分析

•总结

芯片一般是指集成电路的载体,在集成电路中,芯片是最重要的组成。芯片包括设计、制造、测试三个环节。芯片被喻为“工业粮食”,随着科技的发展,小到手机、身份证,大到飞机、卫星都有其广泛的应用场合,因此各国都将其置于重要的战略地位。

◆IC封装,就是把芯片的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。

随着物联网时代到来,下游电子产品对芯片的体积要求更加苛刻,同时要求芯片的功耗越来越低, 这些都对集成电路封装技术提出了更高的要求,先进的封装技术能够节约 PCB 板上空间并降低集成电路功耗,将在下游电子产品需求驱动下快速发展。 中国优秀的封装企业在 BGA、 WLCSP、 Bumping、FC、 TSV、 SiP 等先进封装领域布局完善,紧跟市场对封装行业的需求,有能力承接全球集成电路产业的订单转移技术综合发展的基础之上。 

仿真场景与内容

芯片对技术研发能力的要求非常高,同时随着科技发展,使得从封装到电子设备的单位体积功耗和发热量不断增加,而电子封装作为电子设备的基本组成单位,其性能直接关乎系统整体可靠性。

在设计研发过程中涉及到芯片功耗、芯片散热、芯片弯曲、封装结构翘曲、封装热力可靠性、封装结构电磁-热-力耦合分析、封装结构焊球可靠性、封装结构振动、碰撞跌落等多方面的工程问题。在产品试验过程中,根据相关要求,也需要考虑结构的设计能够满足试验的各种极限工况。

随着现代CAE仿真技术的日趋成熟,完全可以将先进的研发手段与试验和经验相结合,形成互补,从而提升研发设计能力,有效指导新产品的研发设计,节省产品开发成本,缩短开发周期,从而大幅度提高企业的市场竞争力。

ANSYS是多物理学科仿真的完美解决方案。作为新一代的集成操作环境, Workbench 把结构、传热、磁场、流体、跌落、冲击等全面的仿真功能融为一体,使耦合分析更加灵活、方便。