论文部分内容阅读
伴随着科技的进步,电子器件逐渐朝着集成化、微型化的方向发展,热问题越来越受业界关注,热效应带来电子器件性能不稳定、失效甚至损坏等一系列问题。当前集成电路热设计中主要以传统的实验与数值仿真补充相结合的方法。针对TSV封装结构,建立数值分析模型,利用有限元软件进行稳态和瞬态热力耦合分析。通过数值分析,寻找温度、应力和应变的峰值及其分布规律,探讨了不同功率循环加载以及变形封装结构耦合效应特点,并对分析结果进行对比。此外,还考虑各项参数的不确定性,分别进行单一和多个参数组合的区间不确定分析,得到TSV模型热力耦合不确定性区间响应。针对TSV模型加载后的热问题,本文分别讨论了不同TSV模型结构的热力耦合效应,探讨相关因素的影响,开展以下几个方面的工作,研究内容主要包括:(1)针对常用硅通孔叠层封装的热问题,利用有限元软件,进行稳态热力耦合分析,讨论了峰值及其位置分布,并对不同结构的热力耦合分析结果进行对比。(2)利用稳态分析中TSV模型的十个节点温度,采用蚁群寻源方法对封装体热源进行识别分析。(3)针对实际中循环加载的不同阶段工况,对多热源TSV叠层封装进行了瞬态热力耦合分析。通过讨论大功率和小功率循环加载情况,对模型热力耦合效应进行分析,进一步探讨了不同孔间距和形状的封装体耦合效应特点,并进行结果对比,寻求可能的对应关系。(4)针对TSV封装模型中不确定性参数问题,通过结合区间有限元方法与区间摄动理,分别对单一和多个参数组合进行区间不确定性分析,得到TSV模型热力耦合不确定性区间响应。通过对TSV封装的热效应问题进行确定性和不确定性研究,分析了不同TSV结构对其热效应的影响程度以及参数不确定性的影响,相关研究结论可作为参考依据应用于TSV模型结构优化设计中,尤其在热设计方面。