從大方面來說，需要從三個(gè)不同領(lǐng)域開展仿真和實(shí)驗(yàn)來確保可靠性。首先要先進(jìn)行仿真，這為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了在測試之前修改封裝的機(jī)會(huì)。三個(gè)主要的仿真領(lǐng)域是：電氣、機(jī)械和熱。

下圖展示了簡單芯片封裝及其引線框架的典型 3D 仿真結(jié)果。雖然圖中只顯示了熱結(jié)果，但原則上，熱行為與電氣行為和機(jī)械行為這兩個(gè)領(lǐng)域存在關(guān)聯(lián)，具體取決于封裝材料屬性。在驗(yàn)證可靠性時(shí)，需要結(jié)合使用專門的仿真軟件來檢查這三個(gè)領(lǐng)域。

熱仿真和機(jī)械仿真都很重要，但從確保可靠性的角度來說，熱機(jī)械多物理場仿真也同樣重要。這些仿真可以進(jìn)入非線性領(lǐng)域，呈現(xiàn)極端溫度變化或重復(fù)的熱循環(huán)中的情況。

在同一系統(tǒng)中同時(shí)考慮熱行為和機(jī)械行為時(shí)，我們可以看到封裝中的熱應(yīng)力，從而更準(zhǔn)確地衡量可靠性。多物理場仿真需要輸入明確定義了的材料參數(shù)才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。通過仿真可以檢測多個(gè)性能，例如疲勞、應(yīng)力和應(yīng)變，以及由于熱膨脹系數(shù)失配而導(dǎo)致的界面應(yīng)力。

在查看封裝內(nèi)部時(shí)，我們可以看到，有幾個(gè)區(qū)域的驗(yàn)證需要全波電磁仿真。首先，要進(jìn)行信號完整性仿真：

對于通過封裝進(jìn)入 PCB 的更簡單的接口，高速信號完整性仿真并不那么重要。但是，如果封裝支持具有最新高速接口的先進(jìn)器件，那么電氣仿真非常重要。信號在到達(dá)封裝底部的 ball-out 之前不能丟失，上述的仿真列表旨在確定何時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。

在封裝中，需要仿真的一個(gè)重要領(lǐng)域是電源分配。封裝中的電源完整性和電源分配拓?fù)渑c在 PCB 中一樣重要。事實(shí)上，這兩個(gè)領(lǐng)域共同作用，確保了在非常寬的帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)低阻抗。封裝中的電源主要由電源軌提供，并最終通過 RDL 布線傳輸?shù)铰闫?bump 上。系統(tǒng)必須在 PCB 變?yōu)殡姼械妮^高頻率范圍內(nèi)提供低阻抗。