趣探实验室 | 设计仿真——结构力学仿真

存储芯片技术工程实验室（创新实验室）集研发设计、失效分析、工程验证和联合开发于一体，是江波龙电子重要的质量保证技术服务平台。实验室配备先进的研发试验设施和高素质的研发团队，研发场所面积为846.72㎡，2021年5月底建成并正式投入使用。

Q

@小小江

师傅，你们设计芯片结构的灵感从哪里来的呀，也是像牛顿一样，被砸了么？

A

@小江师傅

当然不是啦。工程师会通过一些工具来辅助产品的结构设计问题，包括强度、刚度、稳定性、热、疲劳等等。

Q

@小小江

像阿基米德的杠杆吗？他可以用杠杆翘起地球。

A

@小江师傅

哈哈，是这个道理。工程师会使用仿真模拟软件对各种力学问题进行计算和仿真，去分析和解决存储产品领域中遇到的各种问题。结构力学的仿真模拟是其中应用最为广泛和最为成功的领域之一。

结构学仿真

结构力学研究一般通过建模来仿真分析，通过对几何模型进行仿真处理，确定结构的强度、柔性和计算动态力学性能。几何模型作为结构力学研究分析的对象，需要通过结构力学仿真软件来运行处理，包括计算固体材料的变形、应力及应变。

Q

@小小江

师傅我知道了，也就是说工程师可以通过结构力学仿真来模拟实际情况下，芯片材料选型和制作工艺是吗？

A

@小江师傅

没错。封装技术是芯片等电子产品的关键环节之一。举个例子，在较大温差作用下不同材料的尺寸和性能的差异引起的曲翘问题会严重影响电子器件的可靠性、焊接性能和成品率，因此曲翘已成为限制电子封装技术进一步发展的一个障碍。

Q

@小小江

师傅，您不是常说“实践大于理论”嘛？那为什么不能通过反复试验、反复调整来改进工艺呢？

A

@小江师傅

你说的方法也不是行不通，但是半导体芯片的更新迭代愈来愈快，半导体相关设备昂贵和原材料投入巨大，如何在较短的开发周期内，以较低的研发成本制备出高效的产品，对企业是否能抢占市场的先机就显得尤为重要。因此，结构力学仿真就是尤为重要的一环。

通过结构力学仿真，

① 可模拟实际情况下，单颗芯片翘曲情况，以指导芯片封装材料的选型；

②可模拟封装模封过程，进行封装工艺过程中的排版料条的流体力学和翘曲仿真，指导工艺参数选择；

③可模拟实际情况下，PCB整板翘曲和结构力学仿真，指导重要芯片布局。