芯片-封装相互作用应力是由热机械应力积聚引起的机械不稳定性造成的。这种不稳定性是由于倒装芯片组装过程中硅和基板之间的热膨胀系数不匹配。
由于倒装芯片封装的性能至关重要，因此采用工程仿真来降低可靠性风险。
然而，对 CPI 压力进行建模是一个高度复杂的过程。它涉及大量的凸点单元，每个凸点单元都需要特定的建模处理才能达到仿真所需的质量水平。这使得全局模型的建立极为复杂且耗时。
BETA CAE Systems China与中芯国际集成电路制造有限公司（SMIC）密切合作，开发了一个python脚本，增强了ANSA有效和高效地应对和处理这些问题的能力。
面临的挑战
目标是在构建 CPI 压力建模的全局模型时达到尽可能高的自动化水平并最大限度地减少手动工作。这种手动工作涉及多项繁琐的任务，包括几何清理、壳网格划分、去除层、粘连节点，对材料进行分组等。
在这项工作中，难点在于：
• 复杂的几何形状
• 实心网格由六面体单元组成
• 几何清理
• 模型尺寸
BETA解决方案
从单个凸点单元开始，生成一个六面体网格，采用ANSA前处理器高级网格划分工具，保留了其复杂的几何特征。这就是脚本的输入文件。
借助可用的 ANSA API，编写了脚本以执行以下任务：
首先，根据坐标列表将先前准备好的凹凸单元复制到每个位置。每个凸块单元网格被投射到基板多层和BEOL（线的后端）层上。
同时，对网格进行相应的重建，以满足用户给出的网格参数和质量标准。
接着，所有剩余层都是根据给定的路径使用拉伸算法创建的。该路径包含要生成的每个层的信息（名称、厚度、位置）。
取得的成效
建模和装配现在可以自动成型。该脚本还在无 GUI 模式下运行，使之能够在 HPC 服务器上运行。
这使得工程团队能够仅使用以前所需时间的一小部分来测试各种设计，同时消除大量的手动工作。
相比于使用其他软件，中芯国际（SMIC）通过使用ANSA将整体时间缩短了97%以上。
用户说
“这种合作实现了一个完整且几乎自动化的过程，用于创建具有复杂几何特性的芯片封装仿真模型。通过采用 ANSA 前处理器，我们能够将建模时间从 2 天缩短到 30 分钟以内。”
苏公网安备 32059002002276号
