當我們將全部時間用于思考和探討芯片設(shè)計時,我們很容易遺忘封裝設(shè)計的重要性。多年來,半導(dǎo)體封裝已經(jīng)從非?;镜腎C容器發(fā)展成極為專業(yè)化、設(shè)計非常精密的成品電子系統(tǒng)元件。半導(dǎo)體封裝在芯片運行的每個方面都起著重要作用。3D IC、SiP等新型封裝技術(shù)已經(jīng)真正地將封裝集成到芯片運行中。由于封裝嚴重影響成本、可靠性、性能、占板面積以及一系列其他特征,因此封裝設(shè)計和分析正變得愈加重要。
封裝設(shè)計的“關(guān)注點列表”已經(jīng)相當冗長,并且毫無疑問地需要采用多學(xué)科方法。從本質(zhì)上講,封裝是保護IC裸片免受環(huán)境影響的外殼。封裝外存在著潮濕、物理沖擊和振動等威脅。此外,封裝也在幫助IC散熱上發(fā)揮著重要作用。由于熱膨脹系數(shù)(CTE)存在差異,材料膨脹和收縮造成封裝材料界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力。最終這種應(yīng)力可能造成斷開和裂紋,導(dǎo)致失效。此外,封裝也在信號完整性和電源完整性方面起著重要作用,這對于高速射頻和數(shù)字應(yīng)用至關(guān)重要。
因為封裝設(shè)計涉及廣泛的因素和問題,所以需要綜合全面的方法。達索系統(tǒng)為封裝設(shè)計的每個方面提供了深入的解決方案。3DEXPERIENCE平臺便于設(shè)計人員運用先進的3D仿真器和求解器,分析研究電磁、熱和機械設(shè)計考慮因素。通過基于知識的建模,能快速更新并分析設(shè)計變更。3DEXPERIENCE面向所有利益相關(guān)方提供快速更新設(shè)計的工具和基礎(chǔ)設(shè)施,為設(shè)計流程提速。
CST Studio Suite內(nèi)的求解器可廣泛用于各類電磁、熱和機械仿真。將其應(yīng)用于封裝設(shè)計與分析有助于設(shè)計人員從多科學(xué)的角度充分理解封裝設(shè)計。這種一體化環(huán)境允許采用實驗設(shè)計(DOE)方法指定和驗證封裝設(shè)計,以充分理解性能權(quán)衡取舍。
此外,達索系統(tǒng)還對有關(guān)工程師使用3DEXPERIENCE平臺的用戶體驗做了大量貼心考慮。達索系統(tǒng)提供了先進的HPC功能和云計算服務(wù),以提高吞吐量,同時降低仿真成本。為在基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中查看和共享3D模型,達索系統(tǒng)開發(fā)出了輕量級可視化技術(shù)。
對于眾多半導(dǎo)體產(chǎn)品和系統(tǒng)而言,封裝是決定成敗的因素。當站在產(chǎn)品生命周期管理和可靠性的角度考量時尤其如此。設(shè)計出能夠在全新狀態(tài)下正常工作的產(chǎn)品是一方面,然而隨著時間的推移,運行和環(huán)境影響造成的殘余應(yīng)力可能導(dǎo)致疲勞壽命縮短甚至產(chǎn)品失效。對于汽車等應(yīng)用,產(chǎn)品的實際使用壽命可能長達數(shù)十年,遠超許多消費電子產(chǎn)品的預(yù)期使用壽命。失效帶來的經(jīng)濟成本乃至人身傷害成本可能很高。
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