【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体封装，具体而言，涉及一种封装组件翘曲仿真的doe试验方法。
技术介绍
1、随着汽车、消费电子产品、5g技术和数据中心等行业的快速发展，推动了对高密度、多功能、高可靠性电子设备的需求，球栅阵列(ball grid array,bga)为主的先进电子封装技术已经成为半导体行业发展的突出方向。然而，翘曲问题仍然是该领域普遍存在的问题，其能够严重破坏后续流程的精度和自动化操作，从而引发各种操作。因此，翘曲的全面检查对于提高封装组装良率和确保器件可靠性至关重要。
2、封装组件通常由以硅为主的半导体材料基板和其上面分布的介电层及金属布线组成。因此，封装组件中不同材料之间存在较大的热膨胀系数和机械性能差异，导致封装组件在受到热应力(如：回流、应力冲击)时，通常会产生很大的翘曲度。翘曲变形不仅会破坏后续的封装过程，还会引起各种可靠性问题，如微模具开裂、填充层下分层和高残余应力导致的焊料凸起疲劳失效等问题。
3、目前对于封装翘曲的研究更多的是在于对实际样品进行失效原因分析以及影响因素分析，这会极大的增加研发成本及工期。因此，进行翘曲预测是封装设计过程中的不可或缺的一个环节。而目前针对翘曲预测方面的研究专利还比较少，常规的翘曲预测主要是在不同仿真软件、仿真环境以及仿真模型下进行优化设计，但仍需要投入较大的人力资源以及计算机资源。
4、图1为现有技术的一种减小封装芯片翘曲度的装置示意图，如图1所示，申请公布号为cn115659895a的专利技术专利公开了一种减小封装芯片翘曲度的方法、装置、存储介
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的是在于提供一种封装组件翘曲仿真的doe(designof experiment试验设计)试验方法，通过前期简易等效模型筛选影响因素及的数值范围，随后通过doe试验确定满足生产工艺的封装组件结构材料参数，根据仿真结果对封装结构及材料参数进行相应的优化以达到减小和有效控制晶圆翘曲度，如此一来，本专利技术能够简化封装组件预测步骤、提高预测准确性。
2、为达到上述目的，本专利技术提供了一种封装组件翘曲仿真的doe试验方法，其包括：
3、步骤s1：建立基于器件实际封装结构的简化等效三维仿真模型，包括：创建与封装组件内各结构对应的三维模型，再将创建的三维模型转换为电子产品翘曲分析仿真环境能够识别的格式并导入该仿真环境中，以形成三维仿真模型，最后设定所述三维仿真模型各部分结构的材料参数；
4、步骤s2：设定模型边界条件运行仿真，以建立待优化参数组，具体包括：
5、步骤s201：设定模型边界条件，所述模型边界条件包括工作环境温度、分析步骤及时间、热条件、固定点约束及/或位移约束；
6、步骤s202：对模型划分网格；
7、步骤s203：运行仿真，输出简化等效三维仿真模型的模型计算结果，依据模型计算结果确定翘曲度评价参数以及待优化参数组；
8、步骤s3：根据待优化参数组，建立doe试验，具体是对待优化参数组内的各参数进行逐一赋值，根据翘曲效果评价参数的数值变化确定各参数的最优解，并输出最优参数结果，其中翘曲效果评价参数的数值变化是指数值的变化速率；
9、步骤s4：根据doe试验结果初步确定各影响因素对封装组件翘曲度的影响，结合不同影响因素对翘曲效果评价参数的数值变化率以及实际生产工艺的需求，建立细化的doe试验，并根据doe试验建立基于器件实际封装结构的精确三维仿真模型；
10、步骤s5：设定精确三维仿真模型的边界条件，运行仿真并输出精确三维仿真模型的计算结果，根据精确三维仿真模型得到的翘曲效果评价参数的数值变化率以及实际生产工艺需求再次确定各参数的最优解，并输出最终的最优参数结果。
11、在本专利技术一实施例中，其中，在步骤s1中，简化等效三维仿真模型是根据所需仿真的封装组件进行1:1简化等效建模的，其是根据等效公式计算出三维仿真模型各部分结构的材料参数，其中所述等效公式包括：
12、水平方向的等效公式为：kequi_parallel＝βk1+(1-β)k2；
13、垂直方向的等效公式为：
14、式中，k1和k2分别为第一种材料和第二种材料的材料性能参数，β为第一种材料的体积分数。
15、在本专利技术一实施例中，其中，步骤s203中的模型计算结果包括：
16、根据步骤s1的简化等效三维仿真模型的应力分布云图及各结构的翘曲度；
17、根据应力分布情况，将简化等效三维仿真模型中基板的翘曲度作为翘曲效果评价参数；
18、根据公开文献数据和现有工程经验设定的待优化参数组。
19、在本专利技术一实施例中，其中，步骤s3具体包括：
20、步骤s301：以简化等效三维仿真模型中各封装组件的初始值作为参考，记录核心层在不同厚度时基板翘曲度的变化，以此得到第一参数最优解；
21、步骤s302：以第一参数最优解作为初始值，记录散热盖封装尺寸为不同值时基板翘曲度的变化，以此得到第二参数最优解；
22、步骤s303：以第二参数最优解作为初始值，记录散热盖的厚度为不同值时基板翘曲度的变化，以此得到最优参数结果。
23、在本专利技术一实施例中，其中，步骤s4中建立基于器件实际封装结构的精确三维仿真模型包括：
24、创建与封装组件内各结构对应的三维模型；
25、将创建的三维模型转换为电子产品翘曲分析仿真环境能够识别的格式并导入仿真环境中，以形成精确三维仿真模型；
26、设定精确三维仿真模型各部分结构的材料特性。
27、在本专利技术一实施例中，其中，步骤s5具体包括：
28、步骤s501：设定精确三维仿真模型的边界条件，其中，边界条件包括工作环境温度、分析步骤及时间、热条件、固定点约束及/或位移约束等；
29、步骤s502：对模型分区域精细划分网格；
30、步骤s503：运行仿真，输出精确三维仿真模型计算结果，依据计算结果确定翘曲度评价参数以及待优化参数组；其中，计算结果包括：根据精确三维仿真模型的应力分布云图及各结构的翘曲度；根据应力分布情况，将精确三维仿真本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，在步骤S1中，简化等效三维仿真模型是根据所需仿真的封装组件进行1:1简化等效建模的，其是根据等效公式计算出三维仿真模型各部分结构的材料参数，其中所述等效公式包括：
3.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，步骤S203中的模型计算结果包括：
4.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，步骤S3中的翘曲效果评价参数的数值变化是指数值的变化速率。
5.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
6.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，步骤S4中建立基于器件实际封装结构的精确三维仿真模型包括：
7.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
8.根据权利要求7所述的封装组件翘曲仿真的DOE试验方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种封装组件翘曲仿真的doe试验方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的doe试验方法，其特征在于，在步骤s1中，简化等效三维仿真模型是根据所需仿真的封装组件进行1:1简化等效建模的，其是根据等效公式计算出三维仿真模型各部分结构的材料参数，其中所述等效公式包括：
3.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的doe试验方法，其特征在于，步骤s203中的模型计算结果包括：
4.根据权利要求1所述的封装组件翘曲仿真的doe试验方法，其特征在于，步骤s3中的翘曲效果评价参数的数值变化是指数值的变化速率。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：段房成，马梦颖，常晓涛，王琪，吴费维，刘安冉，陈近，李旭，
申请(专利权)人：苏州睿芯集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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