基于Workbench-Excel平臺開發(fā)的微電子封裝自動化熱-結(jié)構(gòu)耦合分析系統(tǒng).pdf

1、隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，封裝的密度迅速提高，導(dǎo)致封裝體內(nèi)的熱流密度急劇上升。另外，由于溫度分布不均勻以及各種封裝材料的熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致封裝體內(nèi)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。過熱和熱應(yīng)力已成為微電子封裝失效的主要原因。因此，熱-結(jié)構(gòu)耦合分析在開發(fā)新一代微電子封裝技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。 目前，微電子封裝的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析通常使用商業(yè)有限元軟件，一般的IC(Integrated Circuit)設(shè)計(jì)工程師或封裝設(shè)計(jì)工程師難以勝任這一工作，

2、因?yàn)樗麄冸m然對封裝產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)很熟悉但卻缺乏熱-結(jié)構(gòu)耦合分析以及有限元分析的相關(guān)理論知識。為了使IC設(shè)計(jì)工程師或封裝工程師可以快速而準(zhǔn)確地完成微電子封裝的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，本文基于ANSYS Workbench和Excel等工具開發(fā)出一個可以自動化完成微電子封裝熱-結(jié)構(gòu)耦合分析的系統(tǒng)(AutoSim)。 本文首先總結(jié)了微電子封裝熱-結(jié)構(gòu)耦合分析及其仿真軟件的研究現(xiàn)狀，介紹了傳熱學(xué)和熱應(yīng)力的基本理論，以及芯片熱阻的各種定義和熱

3、阻測試的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在總結(jié)微電子封裝熱傳導(dǎo)分析和熱應(yīng)力分析特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)用ANSYS Workbench二次開發(fā)工具和Excel等開發(fā)微電子封裝自動化熱-結(jié)構(gòu)耦合分析系統(tǒng)的總體方案。 然后，本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、功能設(shè)計(jì)以及整個開發(fā)的過程，重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)各個模塊的功能和實(shí)現(xiàn)方法。最后，應(yīng)用AutoSim分別對元件級封裝模型和PCB級封裝模型進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，通過與ANSYS中手工操作獲得的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了該系