即将直播：芯片封装及PCB翘曲仿真方法与案例（4月29日）
- 作者优秀
- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
- 平台推荐
- 主编推荐/内容稀缺
导读：自“芯片荒”出现以来，半导体行业进入了前所未有的风口，对芯片的需求也转化为对芯片人才的需求。截至目前我国有约51万人从事半导体行业，到2022年，半导体从业人员规模有望达到74万左右。全国每年集成电路专业毕业生约3万人左右，全国集成电路人才缺口近30万人，缺口极大。众所周知，芯片行业的准入门槛很高，对于一些技术研发类的岗位，学历都是从硕士起步。而高校芯片行业的人才培养周期也相对较长，由于芯片行业的相关设备昂贵，许多领域还涉及保密问题，学生难以获得足够的实践机会，而且芯片行业属于资本密集型，需要不断烧钱，应届生正式进入工作岗位后，一般还需要经历4、5个芯片项目周期，每个周期半年到两年，此后才能开始“独当一面”，想要走入更高技术层次，又需数年时间。
大力发展集成电路职业教育，解决芯片人才短缺的当务之急。作为研发工程师职业技能提升的优秀平台-仿真秀，自2020年以来一直致力于芯片封装仿真技术优质内容沉淀，发布芯片封装仿真多套精品课，并努力为芯片企业提供专业仿真技术支持和服务。例如机械专业学子的芯片封装仿真“逆袭之路”，邀请芯片企业资深工程师分享芯片研发工作中积累的宝贵经验，此外仿真秀平台持续为国内优秀芯片企业高薪内推仿真工程师。又如自动驾驶芯片独角兽40W内推Layout工程师，此外还邀请行业技术专家公开直播等。
2022年4月29日20时，由中国水利水电出版社和仿真秀主办的《2022汽车仿真设计学习月》将邀请技术专家带来芯片封装仿真公开课，详情见后文（点击图片可以回看）。
一、芯片/PCB板可靠性分析流程
ANSYS具备专用PCB可靠性分析工具Sherlock，可帮助设计人员仿真现实条件，为PCB板和封装进行准确建模，从而在设计早期阶段预测产品电子故障，掀起电子设计与可靠性仿真的行业革命。作为采用物理方法进行可靠性评估的唯一工具，Sherlock不断创新并提供强化功能，且并入ANSYS平台集成更多物理应用，让用户能够实现管理今日电子产品迫切需求的电路板、组件和系统的复杂分析工作。
标准的PCB可靠性牵涉到焊点疲劳分析、热/机械分析、冲击/震动分析、金属化通孔(PTH)疲劳计算、电路层短路及PCB/BGA基板堆栈分析等；其基础设置流程如下：ANSYS SpaceClaim:
ANSYS Mechanical:
- 设定边界条件 (Boundary Conditions)
求解及后处理
如下完整的分析流程概图：
二、基于Sherlock 芯片/PCB板分析
利用ANSYS专用于PCB仿真工具Sherlock读入电路图(Trace)：
通过ANSYS Sherlock可以简单且轻松的处理Trace模型，之后同步串接到ANSYS Workbench中，如下，右键Generate Trace Model，从外部模型读入各种格式的Trace/Layout；若有很多层Trace，可进行连续读入。
当Trace档案顺利读入ANSYS Sherlock后，右键Analysis选择Export Trace Reinforcement Model，便可将Trace相关模型串接到ANSYS Mechanical；同时把其它PCB器件三维模型也转出给ANSYS Mechanical。
从ANSYS Sherlock来的Trace是一个壳(Shell)结构，可定义厚度及选取将要计算的物理模块。
在ANSYS Mechanical中完整的模型包含如下显示出来的三维器件模型及Trace (Shell)，即可接续定义各方面材料属性，如Trace给予Copper Alloy。
Trace的部分包含许多层，也包含绝缘层及via孔等，可通过单击Trace层(包含各层信息)开启Worksheet进行调整各层厚度及定义材料(若有错误的话可进行调适)。
对三维模型及Trace壳单元进行网格划分。
设置接触关系，特别是Shell的部分要将Thickness effect打勾。
设置拘束条件：
设置回流焊过程条件(温度变化线)：ANSYS Mechanical可按照详细回流焊温度变化线作设置，对应材料也需要设置为温度变化关系；经回流焊过程或降温完成后的结果，皆可抽出数据做检视与对比。
三、我的公开课
通过Sherlock与ANSYS Mechanical结合，甚至与Icepak耦合等便利性，可很快速且有效地完成芯片/PCB板上的各类问题，达成设计控制及优化。4月29日20时，笔者受邀在中国水利水电出版社和仿真秀平台主办的《2022汽车仿真设计学习月》第六讲讲座分享《芯片封装及PCB翘曲仿真方法与案例》感兴趣的朋友可以提前报名，一起交流技术经验，以下是我的讲座安排：
值《仿真秀2022汽车仿真设计学习月》来临之际，仿真秀平台给汽车工程师带来VIP会员专享福利。另外正式发布汽车仿真设计学习包资料，感兴趣的小伙伴可以扫描二维码领取，支持永久免费、云盘资料下载和持续更新哦。汽车仿真设计学习包包括在线视频教程和云盘资料，领取方法见后文。
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（完）
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