在当前技术飞速发展的背景下，先进封装技术正逐步成为超越摩尔定律、解决系统复杂性挑战的关键所在。然而，封装结构越来越复杂芯片潜在的失效机理和模式方面也面临更多挑战。为了应对缩短开发周期、加速产品上市的挑战，以及适应先进封装技术的趋势，仿真分析在封装设计阶段的作用愈发关键，甚至需提前介入概念设计。
6月18日，集微网举办了第79期“集微公开课”活动，特邀华天科技设计仿真中心副总马晓建，进行“多物理场仿真协助先进封装开发验证”的主题分享，进而加强相关人士对先进封装仿真重要性的认识，进一步了解华天科技仿真驱动研发流程的理念，更深入地理解华天科技仿真案例及课题研究。
华天科技仿真技术领域的领先实践
随着封装结构复杂、IO密度提升，芯片速度增加以及市场激烈竞争，均给封装生产前的设计工作提出了更高的要求；同时，设计人员需要尽可能在低成本前提下，快速且高质量地完成包括封装类型选择、材料选用、层叠布线及可制造性在内的设计方案。
作为国内封装企业龙头之一，华天科技早在2011年就率先成立仿真分析团队，使用业界先进的电子设计自动化及协同设计分析工具，从封装设计到生产加工、可靠性测试的各个阶段与客户、封装工程师紧密协作以提供电、热、力和模流方面的关键洞察，降低封装设计反复修改、测试、返工的风险。
华天科技仿真产品研发团队通过多物理场仿真协同先进封装开发验证，成功地将仿真技术与封装设计流程相结合，实现了从理论到实践的完美转化，为客户提供了更加优质、可靠的产品和服务。同时，有效缩短了产品开发周期。
多物理场协同设计、仿真能力协助先进封装开发验证
在公开课分享中，马总详细介绍了华天科技的多物理场协同设计、仿真能力，包括电仿真、热仿真、应力仿真和模流仿真，这些能力为客户提供了最优的封装解决方案。协同仿真方面，马总专门例举了针对高速总线设计，华天科技提供相应的协同仿真，包括SI/PI仿真、应力仿真、模流仿真、热性仿真等。
电仿真方面，面对SEDES、PCIE、HDMI、SATA、DDR等高速产品的高频信号载板设计挑战，华天科技通过精细化的布线、过孔和叠层设计，有效解决了高速信号传输中的完整性问题。针对材料参数、线路工艺等关键因素，华天建立了详尽的数据库，为仿真提供了强有力的数据支撑。
热仿真领域，华天科技提供封装到系统级热解决方案。华天科技不仅关注封装级、PCB级，更拓展到系统级，实现了全方位的热管理。利用华天科技热仿真软件模拟，能够快速完成封装结构和材料的选型，为高散热需求产品提供了优秀的热设计方案，节省设计和验证时间。
此外，马总还深入剖析了基板布线与反焊盘设置对电性性能的影响，并通过典型项目的热仿真分析，介绍了FCBGA封装结构以及基板叠层、Core厚度和塑封材料对散热和热阻的影响。
应力仿真技术则是针对复杂结构进行深入的力学分析，从而为封装BOM的选型奠定了坚实基础。特别是针对超薄触控、双面塑封等高度复杂的结构，应力仿真能够精确预测翘曲、分层等潜在风险，并据此优化封装材料、结构布局以及Bump排布，从而实现最优化的产品设计和BOM配置，指导设计流程的优化，并显著缩短了产品开发周期。华天科技还建立了完善的实测数据收集系统，持续对仿真模型进行校准，确保了仿真分析的高度准确性。此外，马总还深入阐述了CSP产品和FCBGA在翘曲仿真技术方面的应用与实践。
同时，模流仿真技术作为高集成封装必要分析手段，通过模流仿真可得到最合适的工艺参数，设计结构，材料选型确保封装设计的可行性。华天科技模流仿真技术通过模拟塑封材料的流动填充过程，优化了器件排布和封装结构，有效预防了冲线、偏移等工艺问题，提升了产品的整体质量和可靠性。同时，马总例举了SiP 器件填充分析、框架冲弯&键合线偏移分析，并针对芯片厚度/Bump高度对Bump区域填充影响和芯片方向/器件排布对Bump区域填充影响分别进行分析介绍。
仿真技术，是连接设计与制造的桥梁，是提升产品性能、优化生产工艺的利器。在仿真技术的应用上，华天科技以客户需求为导向，通过仿真技术为客户创造价值。未来，华天科技将继续深化仿真技术的研发和应用，建立更加完善的仿真数据库，以期在先进封装领域实现更高效、更精准的仿真服务，助力客户产品的创新与突破。
