集成电路封装实验报告

集成电路封装实验报告

班级：电科092 姓名：黄晔 学号： 0911002208

一、ANSYS软件破解步骤

（1）依次点击ansys 10.0使用必备文件夹---->ANSYS10---->Auto Exec.exe---->Display the license server hastid,显示主机名和显卡名，记录 HOSTNAME: 404EDA23 FLEXID: 00016c99f41c.

（2）右击“我的电脑”--属性--选择高级中的环境变量，修改变量ANSYS LMD_LTC...的值为自己的主机名称：1055@404EDA23 ，确定。

（3）依次点击C盘--文件夹MAGNiTUDE，用记事本方式打开ansys .dat，修改主机名和显卡名，即第一行代码为SERVER 404EDA23、00016c99f41c 1055，保存。

（4）双击文件夹MAGNiTUDE中的keyen .bat，再确定修改成功。

（5）将文件夹MAGNiTUDE中的licence.dat文件复制到program Files中Ansys Inc 文件夹中的shared Files 文件夹中的licensing中,将会弹出是否替换文件的窗口，选择是。

（6）依次点击开始—>程序—>ANSYS FLEXlm License Manager—>FLEXlm LMTOOLS Utility。在窗口中，选择start/stop/Reread。勾选 Force Server shutdown后点击stop Server。停止服务后点击start Server，下面将会显示开始服务成功。

（7）在D盘新建Huangye文件夹：

依次点击开始—>程序—>ANSYS10.0—>ANSYS Product Launcher，在出现的界面working Directory中可以修改保存路径：Browse---->D:/Huangye。

（8）选择好保存路径后，点击run 就可以运行程序

二、实验内容及步骤

1.建模基本思路

有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征，即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型。广义上讲，模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件，以及其他用来表现这个物理系统的特征。

2.建立模型的典型步骤是：

（1）确定分析目标及模型的基本形式。

（2）选择合适的单元类型并考虑如何建立适当的网格密度。

（3）进入前处理（PREP7）建立模型，一般情况下利用实体建模创建模型。

（4）建立工作平面。

（5）利用几何元素和布尔运算操作生成基本几何形状。

（6）激活适当的坐标系。

（7）用自底向上方法生成其他实体，即定义关键点后生成线、面和体。

（8）用布尔运算或编号控制适当地连接各个独立的实体模型域。

3.实验内容：实验<三>器件级封装结构建模

4.实验步骤：

第一步：设置名称和标题

进入ANSYS/Multiphysics的程序界面后，通过菜单项 File > Change Jobname，指定分析的工作名称， 通过菜单项 File > Change Title，指定 图形显示区域的标题IMAGE。

第二步：进入前处理器

设置完成后，点取菜单项Main Menu > Preprocessor 进入前处理器PREP7以开始建模和其他的前处理操作；

第三步：定义单元类型

择菜单项Main Menu > Preprocessor > Element Type>Add/Edit/Delete , 在弹的Element Types对话框；单击Add按钮，弹出Library ofElementTypes对话框； 在Library of Element Types列表框中选择StructuralSolidBrick 8node 45选项，在Element type reference number设置框中输入1；单击OK按钮，确认选择，关闭对话框； 在Element Type对话框中单击Close按钮，关闭对话框。

第四步：定义实常数、材料属性

(1)．选择Main Menu > Preprocessor > RealConstants>Add/Edit/Delete 命令，弹出Real Constants对话框；

(2). 单击Add按钮，弹出Real Constant Set Number 1，for SOLID45对话框； 单击OK按钮，弹出Note对话框，由于实体SOLID45号单元没有实常数项，所以单击Close按钮；

(3). 单击Aplly按钮，确认输入，完成对单元1实常数的定义；

(4). 选择Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models 命令，弹出Define Material Model Behavior窗口；

(5). 选择Stuctural > Linear > Elastic > Isotropic 命令，弹出对话框

(6). 在杨氏模量对话框输入2.00E7，在泊松比0.3；

第五步：生成有限元模型

(1). 选择Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS命令，弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框；

(2). 在Node number设置框中输入1，在Location in active CS设置框中依次输入0，0，0，单击Apply按钮，生成关键点1；

(3). 在Node number设置框中输入2，在Location in active CS设置框中依次输入50，0，0，单击Apply按钮，生成关键点2；

(4). 在Node number设置框中输入3，在Location in active CS设置框中依次输入50，50，0，单击Apply按钮，生成关键点3；

（5）. 在Node number设置框中输入4，在Location in active CS设置框中依次输入0，50，0，单击Apply按钮，生成关键点4；

（6）. 在Node number设置框中输入5，在Location in active CS设置框中依次输入0，0，1，单击Apply按钮，生成关键点5；

（7）. 在Node number设置框中输入6，在Location in active CS设置框中依次输入50，0，1，单击Apply按钮，生成关键点6；

（8）. 在Node number设置框中输入7，在Location in active CS设置框中依次输入50，50，1，单击Apply按钮，生成关键点7；

（9）. 在Node number设置框中输入8，在Location in active CS设置框中依次输入0，50，1，单击OK按钮，生成关键点8；

（10）. 选择Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Elem Attributes 命令，弹出Element Attributes 对话框；

（11）. 选择Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes > Arbitrary > Through Kps 弹出关键点创建体选取对话框，按照提示用鼠标在图形区域依

次点击薄板的8个关键点，然后单击OK按钮创建板。

第六步：划分网格

（1）.选择Main Menu > Preprocessor > Meshing > Sizecntrls > Manual Size > Lines > All lines 弹出单元尺寸对话框；

（2）.在Size Element edge length 文本框中输入5，之后单击OK按钮；

（3）. 选择Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Volums > Free 选项，弹出划分单元选取对话框，用鼠标在图形区域里选择单元实体，单击OK按钮；

第七步：施加位移约束和荷载，求解模型

（1）.选择工具栏中Select > Entities ，弹出Select Entities 对话框，在第二个下拉列表中点选By location ，点选 X coordinates , 在 Min, Max 文本框中输入0，并选择 From Full选项，单击OK按钮；

（2）.选择Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes 命令，弹出Apply U，ROT on Nodes 面板；

（3）.弹出Apply U，ROT on Nodes对话框，单击Pick All按钮；

(4). 在DOFs to be constrained 区域选择All DOF选项，单击OK按钮，施加结构的位移约束；

(5).选择工具栏中Select > Entities ，弹出Select Entities 对话框，在第二个下拉列表中点选By location ，点选 Y coordinates , 在 Min, Max 文本框中输入0，并选择 Also Select选项，单击OK按钮；

(6).选择Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes 命令，弹出Apply U，ROT on Nodes 面板；弹出Apply U，ROT on Nodes对话框，单击Pick All按钮；

(7). 在DOFs to be constrained 区域选择All DOF选项，单击OK按钮，施加结构的位移约束；

(8).选择工具栏中Select > Entities ，弹出Select Entities 对话框，在第二个下拉列表中点选By location ，点选 X coordinates , 在 Min, Max 文本框中输入50，并选择 Also Select选项，单击OK按钮；

(9).选择Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes 命令，弹出Apply U，ROT on Nodes 面板；弹出Apply U，ROT on Nodes对话框，单击Pick All按钮；

（10）. 在DOFs to be constrained 区域选择All DOF选项，单击OK按钮，施加结构的位移约束；

（11）.选择工具栏中Select > Entities ，弹出Select Entities 对话框，在第二个下拉列表中点选By location ，点选 Y coordinates , 在 Min, Max 文本框中输入50，并选择 Also Select选项，单击OK按钮；

（12）.选择Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes 命令，弹出Apply U，ROT on Nodes 面板；弹出Apply U，ROT on Nodes对话框，单击Pick All按钮；

（13）. 在DOFs to be constrained 区域选择All DOF选项，单击OK按钮，施加结构的位移约束；

（14）.选择工具栏中Select > Entities，弹出Select Entities 对话框，在第二个下拉列表中点选By location ，点选 Z coordinates , 在 Min, Max 文本框中输入1，并选择From Full选项，单击OK按钮；

（15）. 选择Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Nodes 命令，弹出Apply F/M on Nodes 面板；

（16）.弹出Apply F/M on Nodes对话框，单击Pick All按钮；在Direction of force/mom 下拉列表框中将力的方向设为FZ，在Force/moment value 设置框中输入-100；

（17）. 单击Apply，关闭对话框，在所定义的实体上将出现竖向箭头表示施加的荷载；至此，已经完成了建模的全部操作，点Main Menu > Finish 菜单项，退出前处理器。

第八步：求解

（1）. 在求解之前需要对相关选项进行设置，设定分析类型。通过菜单项Main Menu > Solution > Analysis Type > New Analysis，在New Analysis对话框中选择分

析类型为Static，单击OK按钮退出。(ANSYS默认为Static类型)

（2）. 选择Main Menu > Solution > Solve > Current LS 命令，弹出Solve Current Load Step 对话框，单击OK按钮，开始对问题进行求解。在求解结束后，弹出Solution is done ！信息提示框，关闭之；点Main Menu > Finish 菜单项，退出求解器。

第九步：后处理阶段

选择Main Menu > General Postproc > Read Results >Last Set 命令；进行图形显示：选择菜单项Main Menu > General Postproc > Polt Results > Deformed Shape，弹出Polt Deformed Shape 对话框，选择Def Shape Only选项，单击OK按钮，即可得到结构变形后的图形。通过菜单项Main Menu > General Postproc > Polt Results > Contour Polt > Nodal Solu，在弹出的Contour Nodal Solution Data 对话框左侧选择DOF Solution，单击OK按钮，即可观察到结构的挠度分布等值线图。

三．ANSYS软件的应用

ANSYS软件应用范围较广泛，如海洋船舶工程、半导体行业、.旋转机械、石油天然

气和炼化、.体育运动、冶金和采矿工业等。下面具体说明其在半导体行业和旋转机械方面的应用

1.半导体行业：

ANSYS的模拟技术在半导体产品的设计方面体现出无与伦比的深度和广度。半导体中常见的模拟技术是热分析，如计算芯片内的焦耳热和不同元器件的热应力。而且，用户还可以进行线性或非线性的应力分析，如蠕变疲劳等等。

在半导体生产过程中，ANSYS软件的模拟能力覆盖如下范围：沉积，蚀刻，化学清洗，芯片封装等。而且，设计者可以分析芯片封装和硅晶片制作过程中的应力。

全面的多物理场模拟还可以给半导体的设计和制造带来意想不到的变化——设计者可以借其来评估产量，稳定性，工作性能，和制造成本等综合问题。

ANSYS的求解方案广泛应用于半导体行业的如下方面：

半导体设计（热/结构分析，焊点疲劳，蠕变，膨胀，信号整合，封装热特性等）

半导体制造（沉积，蚀刻，电镀，外延附生，热过程，化学清洗，封装等）

2..旋转机械

一丁点设计上的改进就可以使旋转机械在运行过程中为您节省大量的运行费用。这些改进可以在设计的初期阶段就可以进行验证分析，任何由此改进引发的负面作用都可以分析得到。CAD与高级模拟软件的耦合使用在旋转机械的快速设计中扮演着越来越重要的作

用。

ANSYS软件集成了大量的旋转机械设计和分析专门模块和功能。这方面的功能包括：快速的三维设计和浏览，CFD分析所需网格的快速生成以及其它大量的旋转机械专用的前后处理工具。目前，ANSYS在旋转机械方面的完整解决方案可以在设计阶段为客户节约大量的开支，同时提高设计的水准。