在當(dāng)前技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，先進(jìn)封裝技術(shù)正逐步成為超越摩爾定律、解決系統(tǒng)復(fù)雜性挑戰(zhàn)的關(guān)鍵所在。然而，封裝結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜芯片潛在的失效機(jī)理和模式方面也面臨更多挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)縮短開發(fā)周期、加速產(chǎn)品上市的挑戰(zhàn)，以及適應(yīng)先進(jìn)封裝技術(shù)的趨勢(shì)，仿真分析在封裝設(shè)計(jì)階段的作用愈發(fā)關(guān)鍵，甚至需提前介入概念設(shè)計(jì)。
6月18日，集微網(wǎng)舉辦了第79期“集微公開課”活動(dòng)，特邀華天科技設(shè)計(jì)仿真中心副總馬曉建，進(jìn)行“多物理場(chǎng)仿真協(xié)助先進(jìn)封裝開發(fā)驗(yàn)證”的主題分享，進(jìn)而加強(qiáng)相關(guān)人士對(duì)先進(jìn)封裝仿真重要性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解華天科技仿真驅(qū)動(dòng)研發(fā)流程的理念，更深入地理解華天科技仿真案例及課題研究。
華天科技仿真技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先實(shí)踐
隨著封裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、IO密度提升，芯片速度增加以及市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，均給封裝生產(chǎn)前的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求；同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要盡可能在低成本前提下，快速且高質(zhì)量地完成包括封裝類型選擇、材料選用、層疊布線及可制造性在內(nèi)的設(shè)計(jì)方案。
作為國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)龍頭之一，華天科技早在2011年就率先成立仿真分析團(tuán)隊(duì)，使用業(yè)界先進(jìn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化及協(xié)同設(shè)計(jì)分析工具，從封裝設(shè)計(jì)到生產(chǎn)加工、可靠性測(cè)試的各個(gè)階段與客戶、封裝工程師緊密協(xié)作以提供電、熱、力和模流方面的關(guān)鍵洞察，降低封裝設(shè)計(jì)反復(fù)修改、測(cè)試、返工的風(fēng)險(xiǎn)。
華天科技仿真產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過多物理場(chǎng)仿真協(xié)同先進(jìn)封裝開發(fā)驗(yàn)證，成功地將仿真技術(shù)與封裝設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的完美轉(zhuǎn)化，為客戶提供了更加優(yōu)質(zhì)、可靠的產(chǎn)品和服務(wù)。同時(shí)，有效縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。
多物理場(chǎng)協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真能力協(xié)助先進(jìn)封裝開發(fā)驗(yàn)證
在公開課分享中，馬總詳細(xì)介紹了華天科技的多物理場(chǎng)協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真能力，包括電仿真、熱仿真、應(yīng)力仿真和模流仿真，這些能力為客戶提供了最優(yōu)的封裝解決方案。協(xié)同仿真方面，馬總專門例舉了針對(duì)高速總線設(shè)計(jì)，華天科技提供相應(yīng)的協(xié)同仿真，包括SI/PI仿真、應(yīng)力仿真、模流仿真、熱性仿真等。
電仿真方面，面對(duì)SEDES、PCIE、HDMI、SATA、DDR等高速產(chǎn)品的高頻信號(hào)載板設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，華天科技通過精細(xì)化的布線、過孔和疊層設(shè)計(jì)，有效解決了高速信號(hào)傳輸中的完整性問題。針對(duì)材料參數(shù)、線路工藝等關(guān)鍵因素，華天建立了詳盡的數(shù)據(jù)庫(kù)，為仿真提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。
熱仿真領(lǐng)域，華天科技提供封裝到系統(tǒng)級(jí)熱解決方案。華天科技不僅關(guān)注封裝級(jí)、PCB級(jí)，更拓展到系統(tǒng)級(jí)，實(shí)現(xiàn)了全方位的熱管理。利用華天科技熱仿真軟件模擬，能夠快速完成封裝結(jié)構(gòu)和材料的選型，為高散熱需求產(chǎn)品提供了優(yōu)秀的熱設(shè)計(jì)方案，節(jié)省設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)間。
此外，馬總還深入剖析了基板布線與反焊盤設(shè)置對(duì)電性性能的影響，并通過典型項(xiàng)目的熱仿真分析，介紹了FCBGA封裝結(jié)構(gòu)以及基板疊層、Core厚度和塑封材料對(duì)散熱和熱阻的影響。
應(yīng)力仿真技術(shù)則是針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的力學(xué)分析，從而為封裝BOM的選型奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。特別是針對(duì)超薄觸控、雙面塑封等高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力仿真能夠精確預(yù)測(cè)翹曲、分層等潛在風(fēng)險(xiǎn)，并據(jù)此優(yōu)化封裝材料、結(jié)構(gòu)布局以及Bump排布，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和BOM配置，指導(dǎo)設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化，并顯著縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。華天科技還建立了完善的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，持續(xù)對(duì)仿真模型進(jìn)行校準(zhǔn)，確保了仿真分析的高度準(zhǔn)確性。此外，馬總還深入闡述了CSP產(chǎn)品和FCBGA在翹曲仿真技術(shù)方面的應(yīng)用與實(shí)踐。
同時(shí)，模流仿真技術(shù)作為高集成封裝必要分析手段，通過模流仿真可得到最合適的工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，材料選型確保封裝設(shè)計(jì)的可行性。華天科技模流仿真技術(shù)通過模擬塑封材料的流動(dòng)填充過程，優(yōu)化了器件排布和封裝結(jié)構(gòu)，有效預(yù)防了沖線、偏移等工藝問題，提升了產(chǎn)品的整體質(zhì)量和可靠性。同時(shí)，馬總例舉了SiP 器件填充分析、框架沖彎&鍵合線偏移分析，并針對(duì)芯片厚度/Bump高度對(duì)Bump區(qū)域填充影響和芯片方向/器件排布對(duì)Bump區(qū)域填充影響分別進(jìn)行分析介紹。
仿真技術(shù)，是連接設(shè)計(jì)與制造的橋梁，是提升產(chǎn)品性能、優(yōu)化生產(chǎn)工藝的利器。在仿真技術(shù)的應(yīng)用上，華天科技以客戶需求為導(dǎo)向，通過仿真技術(shù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值。未來(lái)，華天科技將繼續(xù)深化仿真技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，建立更加完善的仿真數(shù)據(jù)庫(kù)，以期在先進(jìn)封裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的仿真服務(wù)，助力客戶產(chǎn)品的創(chuàng)新與突破。?
