集成電路塑料封裝的熱建模及熱應(yīng)力分析.pdf

1、為了提高電子器件的性能，降低器件價(jià)格，增加器件的可靠性，需要將芯片封裝在一個(gè)盡可能小的空間，而芯片功率不斷增加，導(dǎo)致發(fā)熱量越來越大，使得熱學(xué)設(shè)計(jì)不得不面臨既要維持高的熱產(chǎn)生率又要保持相對(duì)低的器件溫度這樣一個(gè)矛盾中。而熱分析是對(duì)一個(gè)具體設(shè)計(jì)方案的熱場(chǎng)行為進(jìn)行分析和計(jì)算，獲取溫度場(chǎng)分布，再通過分析溫度分布場(chǎng)中極值點(diǎn)的情況，反饋到布局布線和熱設(shè)計(jì)過程中，提供具體的改進(jìn)方案，形成一種設(shè)計(jì)、分析、再設(shè)計(jì)、再分析的設(shè)計(jì)流程。由于器件內(nèi)部，溫度對(duì)器件

2、的性能和可靠性有嚴(yán)重的影響，所以熱場(chǎng)分析是設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。另外，我們還需要在封裝中研究某些關(guān)鍵部位熱應(yīng)力的分布情況，建立封裝的熱模型，并分析掌握它的熱特性，有利于指導(dǎo)集成電路熱設(shè)計(jì)方案的選擇，尤其對(duì)提高大功率集成電路的可靠性具有重要意義。 本論文利用AutoThcrm軟件，通過建立起來的模型仿真，分析了集成電路封裝中引線框架的形狀、厚度、材料等參數(shù)對(duì)集成電路熱性能的影響，提出了設(shè)計(jì)具有良好導(dǎo)熱性能引線框架的方案。對(duì)于多芯片組件

3、，以6個(gè)芯片組成的MCM為研究對(duì)象，根據(jù)建立起來的熱模型，利用AutoThcrm軟件進(jìn)行了熱分析和模擬，得出了MCM的溫度場(chǎng)分布，分析了影響MCM熱性能的各種因素，對(duì)多芯片組件提出了改善散熱狀況的措施以及提高可靠性的對(duì)策。 本文還對(duì)CSP結(jié)構(gòu)，建立起了三維有限元模型，利用ansys軟件通過仿真得到了在穩(wěn)態(tài)情況下及非穩(wěn)態(tài)情況下的CSP結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)分布。在此基礎(chǔ)上，把穩(wěn)態(tài)情況下的熱場(chǎng)分布作為溫度載荷施加到模型上，得到了CSP結(jié)構(gòu)二維和三