集成電路及其封裝是典型的由名種材料構成的復合結構體系，也是典型的多物理場耦合系統。在封裝技術發展的早期，多物理場赮合效應較弱，電設計與熱機械可靠性設計通常是獨立進行的，以降低設計難度。如今，集成電路巴進人納米時代，先進的封裝形式不斷涌現，許多新結構材料、納米級晶體管新結構、TSV 等新互連結構被引人集成電路及其封裝中。在納米級-毫米級跨尺度結構中，材料界面的影響日益突出，電-熱-力多物理場耩合 日益增強，而且新的物理效應器件也可能被集成到集成電路封裝內部甚至芯片上，因此納米級集成電路及其單片或集成封裝的設計與分析必然涉及多物理場的耜合。圖所示的是封裝中可能存在的多重相互轉合的物理場。

多物理場耦合設計可以從電學設計人手，在完成物理版圖設計的電磁特性仿真分析基礎上，基于電磁場區電流分布求解結果得到溫度場和應力-應變場分布，然后通過對結溫等熱學指標和脫層等熱機械可靠性問題進行評估，確定是否需要對原版圖設計進行優化。

目前，封裝設計與分析軟件往往是針對物理場非耩合 的情形開發的。若要實現多物理場設計，可以在工具開發與具體設計實踐中采用下述方法。

(1）在物理模型的剖分 單元層面上直接實現多種物理場耦合：目前，各物理場建模與仿真軟件的基本單元模型是針對單一物理場開發的。只有在單元層面上實現多物理場的耦合，才能從根本上保證求解的自洽性和精度。但在基本單元中實現赮合后，還需要針對不同物理場進行各物理場剖分優化，這就增加丁軟件處理的難度。

（2）利用數據交換程序和自動仿真執行控制程序實現單物理場設計工具的組合：利用自動執行的數據交換程序和仿真控制程序，可以將單物理場的設計工具組合起來，通過設計數據在各工具之間的迭代，最終獲得設計和份真參數的收斂解。這是目前針對復雜封裝材料系統較為可行的分析方法，但也存在數據轉換效率有待提升，數據迭代導致求解效率下降等不足之處。

審核編輯：湯梓紅