三維集成電路熱管理的解析有限元建模

　　目的-本文旨在基于從多模具堆到環(huán)境的散熱路徑，建立熱阻網(wǎng)絡(luò)模型，并考慮熱擴(kuò)散電阻和一維熱阻的復(fù)合效應(yīng)。當(dāng)熱沿大平板的水平方向流動時，熱擴(kuò)散阻力占熱擴(kuò)散阻力的大部分。本研究探討了與3D技術(shù)固有的熱阻（包括結(jié)合層的熱阻和通過硅通孔的熱阻）相比，確定溫度升高的作用。

　　設(shè)計/方法/方法-本文提出了一種有效的方法，可用于預(yù)測硅片熱源的熱失效。建立了三維集成電路（IC）封裝（包括整個結(jié)構(gòu)）的分析模型，以估計芯片的溫度。本文利用拉普拉斯方程和熱阻網(wǎng)絡(luò)兩種基本理論，計算了三維集成電路封裝的一維熱阻和熱擴(kuò)散熱阻。

　　。研究結(jié)果-本文提供了一個三維集成電路封裝的綜合模型，從而改進(jìn)了現(xiàn)有的分析方法來預(yù)測三維集成電路封裝芯片上的熱源溫度。

　　研究局限性/影響-基于上述缺點，本研究旨在確定使用分析電阻模型是否可以改善3D IC封裝中硅片的溫度升高處理。為了達(dá)到這一目的，在對熱源區(qū)域施加熱流時，利用一個簡單的矩形板來分析熱源的溫度。其次，將純板的分析模型應(yīng)用到三維集成電路封裝中，并對其溫升進(jìn)行了分析和討論。

　　實際意義-本文的主要貢獻(xiàn)是使用一個簡單的概念和一個理論電阻網(wǎng)絡(luò)模型，通過重新設(shè)計印刷電路板的參數(shù)或材料來提高對熱故障的當(dāng)前理解。

　　社會影響-在本文中，基于熱阻計算和網(wǎng)絡(luò)模型分析，提出了一個三維集成電路封裝的分析模型。

　　原創(chuàng)性/價值-這項工作的目的是估計硅片的平均溫度，并了解3D IC封裝中的熱對流路徑。結(jié)果揭示了完整結(jié)構(gòu)的這些現(xiàn)象，包括tsv和bump，并突出了用于創(chuàng)建3D IC封裝的材料的不同熱導(dǎo)率。