电子封装-ANSYS在工业品设计中的应用
电子封装-ANSYS在工业品设计中的应用
随着电子产品向高集成、高性能和多功能方向发展，芯片的I/O线越来越多，芯片的速度越来越快，功率也越来越大高，从而导致了一系列诸如器件温度升高，功耗密度增大等问题。相应地，芯片发生翘曲、分层、开裂等失效破坏的概率也越来越高。利用CAE技术，可以对电子器件的性能进行预测，优化结构尺寸和工艺参数，进而提高产品质量、缩短产品开发周期、降低产品开发成本。下文是CAE仿真技术在解决电子封装产品研发过程中部分常见工程问题的简要介绍：
1、电子封装的热设计
芯片封装内部温度分布分析
芯片封装内热流路径分析
芯片封装后JEDEC标准下各项热阻值仿真分析
考虑芯片封装内布线、过孔、金线、不均匀热耗对温度结果影响
芯片封装在热设计中需要考虑不同结构的芯片封装传热性能，以及为板级或系统级的热分析提供芯片封装模型。 ANSYS软件可以根据ECAD软件信息直接生成芯片的详细结构模型，便于工程师对芯片封装的温度分布预测及热优化设计。
2、湿气扩散问题
芯片封装过程中湿气的扩散
芯片烘烤时间
湿气引起的芯片变形
湿气对封装器件可靠性的影响非常重要。采用ANSYS软件可以方便的对芯片回潮情况、湿气扩散情况、烘烤时间估计、湿气引起的变形等进行准确分析，研究防范湿气扩散的措施。
3、强度和刚度问题
温度、湿度作用下芯片的翘曲分析
温度、湿度作用下芯片的分层分析
温度载荷、结构载荷作用下焊球的强度分析
高温下焊球的蠕变效应分析
芯片的强度和刚度问题是其性能中最基本的要求。ANSYS软件可以分析芯片在各种载荷作用下的强度和刚度问题，确保芯片不发生破坏。
4、多场耦合分析问题
芯片电-热耦合分析
芯片热-结构耦合分析
芯片中有电载荷、热载荷及结构载荷，这些载荷相互作用，相互影响，因此芯片中需要分析多场耦合的问题。ANSYS软件强大的多场耦合分析功能，能够准确评估这些载荷共同作用下对芯片各项性能产生的影响。
5、寿命（可靠性）问题
焊球、焊缝在循环温度下的寿命分析
焊球、焊缝振在动冲击下的寿命分析
芯片中的焊球、焊缝等都有一定的寿命要求，以确保器件的可靠性。通过ANSYS软件分析，能够获得器件在热循环、振动冲击等载荷下的寿命，进一步提高器件的可靠性。
相关CAE软件模块：
几何建模：ANSYS DesignModeler、ANSYS SCDM
结构仿真分析： ANSYS Mechanical
显式动力学分析：ANSYS LS-Dyna、ANSYS Explict STR
流体仿真分析： ANSYS ICEPAK、Fluent、CFX、ICEM CFD
多物理场耦合分析：ANSYS Multiphysics、ANSYS Mechanical/Emag
设计优化分析：ANSYS DesignXplorer
