封装设计与仿真工具现状及发展趋势

集成电路和电子系统的快速发展，推动着封装和集成技术向着轻型化、高集成度、多样化的方向不断革新，也带动了封装的电/热/机械及结构的设计与仿真工具的快速发展。

（1）封装版图设计工具：利用封装版图设计工具能够快速进行封装、基板(Substrate）和PCB 设计的可行性分析，降低设计的风险。版图设计工具具有系统级封装设计和芯片封装设计集成设计环境，支持针栅阵列、球栅阵列、微球栅阵列、倒装芯片和引线键合工艺，提供贯穿基板设计流程的统一的规则管理工具，提供支持设计规范条件约束的设计方法，具备完整的设计规范支持环境；支持三维创建/编辑芯片；支持按约束规则的盲孔、埋孔、过孔设计，文持陶瓷封装技术及硅通孔工艺设计等。

（2）封装电学仿真工具：封装电学仿真工具是研究系统级封装中电学性能设计的基础工具之一，是微电子封装和系统级封装必不可少的软件。信号完墏性和电源完整性份真软件与封装版图设计软件之间具有良好的接口，能实现版图设计软件的导人和导出，完成时城和频城仿真；能针对各种封装形式进行建模和优化，完成信号线的阻抗串扰与耦合、分析，以及参数提取、S参数分析、传递系数分析等。电源完整性分析包括直流特性和交流特性分析，电源完整性仿仿真可以快速检测/定位电流密度超标、温度超标、交流裕量及系统级封装的整个供电稳定性，降低产品的风险。

（3）封装热管理仿真工具：封装散热是衡量产品性能和可靠性的重要因素。由于封装结构的小型化，封装的集成度逐渐增加，芯片间距离缩短，导致热串扰增强；同时一些堆香的封装形式导致了热流密度增加，而多芯片集成也会引起系统内“热点”问题。利用热管理仿真工具可进行封装体温度分布、热阻分析、电流密度仿真和优化。

(4）封装机械、工艺仿真工具：多种材料体系热/湿膨账系数的不匹配容易产生热/湿应力，导致封装出现翘曲、分层、断裂等可靠性问题;跌落、振动等应力冲击的作用，也会导致封装分层、断裂、蠕变等可靠性同题。利用封装机械仿真工具可进行此类性能的多物理场轉合仿真分析，通常配合仿真优化方法用于确定封装结构和材料。

除应力、翘曲等机械仿真之外，塑封、刻蚀等典型封装工艺过程也可以用EDA 工具来模拟仿真，分析工艺过程中产生的气泡、模流、形貌等，以利于改进封装工艺，提高生产效率，降低生产风险。

（5）封装多物理场仿真工具发展趋势：封装的设计工具还步包含仿真的功能，仿真的工具也涵盖了设计模块，设计与仿真工具呈现融合的趋势，多物理场份真软件得到了快速的发展。图所示的是封装设计与仿真工具软件汇总图。由图可见，版图设计软件逐步包含了电学仿真、热学仿真的功能；不仅份真软件具有导人设计文件的接口，也有部分仿真软件厂商开发了设计软件；一些多物理场仿真软件包括多个独立的、不同领域的仿真模块，用户可以根据设计的需求，选择不同的设计份真模块，用于进行封装的设计与仿真。从目前发展现状来看，封装设计工具与仿真工具的融合是一个重要的趋势；从工程项目的实际需求来看，将所需要的多学科分析工具自由组合统一求解，综合优化封装的每个方面的多物理场仿真软件将得到快速的发展和广泛的应用。

审核编辑：汤梓红