半導(dǎo)體行業(yè)主要分為:前端設(shè)計(jì)、后端制造、封裝測(cè)試三個(gè)階段。前端設(shè)計(jì)是整個(gè)芯片流程的“魂”,從承接客戶(hù)需求開(kāi)始,到規(guī)格、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì),編碼、集成測(cè)試。后端制造是整個(gè)芯片流程的“本”,拿到前端的集成系統(tǒng)后,F(xiàn)oundry廠商開(kāi)始光刻流程,一層層mask光刻,最終加工廠芯片裸Die。封裝測(cè)試是整個(gè)芯片流程的“尾”,是將芯片以一定的封裝形式連接起來(lái)以保證產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和電器互聯(lián)。芯片的地位不言而喻,其發(fā)展程度是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的核心指標(biāo)之一,影響著社會(huì)信息化進(jìn)程。同時(shí)封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)規(guī)模的強(qiáng)勁發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體,產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模的擴(kuò)大起到了顯著的帶動(dòng)作用,為國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)與晶圓制造業(yè)的迅速發(fā)展提供有力支撐,隨著人工智能、智能汽車(chē)、5G通信、大數(shù)據(jù)、 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展,半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)⑾蛑又悄芑?、集成度更高方向發(fā)展,未來(lái)將面臨更復(fù)雜的挑戰(zhàn)場(chǎng)景。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中封裝在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上,是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的支柱,各種封裝形式出現(xiàn),包括SOP、QFP、QFN、BGA、FCBGA、WLCSP、Fanout、SIP等,雖然封裝產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很成熟,但是隨著IC及封裝集成度越來(lái)越高,信號(hào)頻率越來(lái)越高,半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域面臨著諸多挑戰(zhàn)。在力學(xué)方面,封裝產(chǎn)品中由于不同材料CTE失配,存在著封裝翹曲、應(yīng)力及可靠性問(wèn)題;在熱學(xué)方面,封裝由于集成度的提高以及芯片功率密度的不斷提升,封裝產(chǎn)品存在散熱問(wèn)題;在電學(xué)方面,由于基板及PCB中信號(hào)的頻率提升會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題,比如走線串?dāng)_、寄生電容、寄生電感、寄生電阻等,同時(shí)信號(hào)頻率的提升也會(huì)引起基板及PCB的功率密度提升,加劇了散熱的問(wèn)題。隨著集成度的進(jìn)一步提高以及使用環(huán)境的更加苛刻,電、熱、力會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)兩種或者三種耦合問(wèn)題。
芯片、封裝、PCB 結(jié)構(gòu)分析
· PCB翹曲變形分析 以PCB為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Mechanical研究PMC降溫過(guò)程中PCB翹曲的變化。
· 焊點(diǎn)蠕變分析 以封裝焊點(diǎn)為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Mechanical分析了TCT高低溫循環(huán)過(guò)程焊點(diǎn)的應(yīng)力變化及壽命。
·電子產(chǎn)品跌落分析 以整個(gè)電子產(chǎn)品為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS LS-DYNA分析了電子產(chǎn)品跌落時(shí)的應(yīng)力情況
· PCB疲勞壽命分析 以PCB為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Mechanical,分析了PCB中器件焊點(diǎn)可靠性,對(duì)壽命進(jìn)行了評(píng)估。
· PCB隨機(jī)振動(dòng)分析 以PCB為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Mechanical,分析了PCB的模態(tài)及響應(yīng)情況。
芯片、封裝、PCB 散熱分析
· 封裝級(jí)散熱分析 以FCBGA產(chǎn)品為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Icepak,分析了封裝體在自然對(duì)流散熱情況下的熱分布及熱阻。
· 系統(tǒng)級(jí)散熱分析 以系統(tǒng)為研究對(duì)象,采用軟件ANSYS Icepak,分析了在多個(gè)風(fēng)扇作用下,系統(tǒng)的流動(dòng)性及散熱性能。
· 系統(tǒng)級(jí)電-熱-力耦合仿真 以PCB為研究對(duì)象,首先使用軟件Siwave分析了PCB板的熱功率密度,將熱功率密度導(dǎo)入到熱分析軟件ICEPAK,分析了焦耳熱對(duì)PCB散熱的影響,最后將分析的溫度導(dǎo)入到Mechanical中進(jìn)行結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及翹曲分析。
· 板級(jí)電-熱耦合分析 系統(tǒng)以PCB為研究對(duì)象,首先使用軟件Siwave分析了PCB板的熱功率密度,將熱功率密度導(dǎo)入到熱分析軟件ICEPAK,分析了焦耳熱對(duì)PCB散熱的影響。
電學(xué)仿真分析
· PCB EMI/EMC分析 以PCB為分析對(duì)象,在ANSYS HFSS的進(jìn)行電磁場(chǎng)分析,為抑制電磁輻射,通過(guò)優(yōu)化散熱孔的大小來(lái)降電磁輻射。
· PCB SI分析 以PCB為分析對(duì)象,通過(guò)軟件Siwave分析了電路板布線不同net的的S參數(shù)。
· PCB ESD分析 · PCB 眼圖分析 以芯片、封裝、PCB為研究對(duì)象,使用軟件ANSYS designer通過(guò)輸入IBIS或SPICE模型,確定整個(gè)系統(tǒng)的碼間串?dāng)_及噪聲的影響成度,從而估計(jì)系統(tǒng)優(yōu)劣。
· 封裝SI PI EMI分析 以WBBGA為分析對(duì)象,首先使用Siwave提取了PCB及wire bond的S參數(shù)和RLCG參數(shù),然后用HFSS分析了WBBGA產(chǎn)品的EMI性能。
EDA封裝設(shè)計(jì)
具有實(shí)時(shí)校正的數(shù)據(jù)庫(kù),物理設(shè)計(jì)規(guī)則和電氣約束的實(shí)時(shí)DRC的單芯片和多芯片封裝的優(yōu)化物理布局解決方案;約束驅(qū)動(dòng)的“一推一推”交互式布線,自動(dòng)交互和全自動(dòng)布線;提供復(fù)雜的設(shè)計(jì)規(guī)則和電氣約束驅(qū)動(dòng)布局;包括核心DesignTrue DFM規(guī)則檢查法;可視化并執(zhí)行3D引線和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查