先进集成封装中多物理效应的高性能仿真方法研究

发布时间：2020-04-07 16:11

【摘要】：如今,先进集成封装技术越来越多的应用于军事国防、通信、民用等各个领域,尤其是在小型化设备应用场合。然而由于先进集成封装的微型化、高芯片密度等特点,其中的可靠性问题也十分复杂。封装中的自热效应、脉冲注入等都引起的多物理响应有可能导致芯片的性能下降,甚至失效。而且进集成封装的结构一般都十分的复杂,常规的仿真方法难以解决如此大规模的问题,这就需要利用高性能仿真方法来解决先进集成封装中的大规模多物理问题求解。本文将研究先进集成封装中的电、热、力及其耦合过程,并结合时域有限元方法,重点研究基于时域有限元的多物理耦合并行仿真方法,并将其应用到典型集成封装的多物理效应分析中。本文从电场、温度场和应力场方程出发,利用时域有限元算法,研究了电-热-力多物理耦合过程的有限元求解算法,并利用并行框架JAUMIN实现了多物理耦合的有限元并行求解,并利用商业软件对并行程序进行了验证。并行程序支持上千CPU核平台上对数千万甚至数亿未知量的并行计算,1024核时电-热-力耦合求解可获得30.9%的强扩展并行效率和4.945的加速比。随后利用并行仿真程序研究了功率射频芯片中的大规模键合线阵列和系统级封装的多物理响应,分析了其可靠性下降机理,给封装结构的优化设计提供思路。
【图文】：

集

浙江大学硕士学位论文逡逑现阶段半导体产业中集成电路的设计与制造技术变得越来越复杂和精巧，相应的封装逡逑技术发展如文献［４］所述：如图１－１所示，由１９７０年以插孔（ＰＴＨ）方式为主的双边引脚逡逑（ＤＩＰ）演变为表面黏着技术（ＳＭＴ），，使得性能得到提升；由周边引脚（如ＱＦＰ）发展逡逑到球栅阵列（如ＢＧＡ），使得应交增多；由小型化封装（ＳＯＰ）发展到晶圆及封装（ＷＬＰ），逡逑使得成本降低；由单芯片模块发展到三维空间的堆栈模块（Ｓ－ＣＳＰ）、多芯片封装（ＭＣＰ）、逡逑系统封装（ＳｉＰ），以及系统集成芯片（ＳＯＣ），使得更进一步的小型化和高性能化。今后逡逑的集成电路的发展会越来越追求高性能，高可靠性，低制造成本的芯片系统。逡逑１．２．２先进集成封装中的多物理效应逡逑温度Ｔｉ逦温逡逑１＿邋＇逦—邋—邋＂Ｉ不黏合时，逡逑Ｉ逦＇逦１邋Ｂ的拉伸量逡逑Ａ，Ｌａｉ逦压应力—？逦Ａ，Ｌａ２’逦—？黏合时，Ａ和Ｂ逡逑Ｂ
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN405

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许向前;毛伟;朱文举;;键合线互连电路的优化设计[J];半导体技术;2012年08期

2 肖勇;逄玉俊;葛晓宇;高淑芝;;衍射方法监控键合线断裂[J];无损检测;2011年12期

3 贺林;王新房;王静;谢明星;吕清;袁莉;张丽;;实时三维超声心动图对正常人二尖瓣闭合线稳定性的研究[J];临床超声医学杂志;2010年09期

4 胡建栋,施浩,翁渝民,邱绍雄,宗祥福,谢荣;MBE GaAs缺陷络合线系的本质[J];红外研究(A辑);1988年Z1期

5 林文华;;实现合线和合线套合瞄准定位的一种方法[J];计量技术;1983年03期

6 项多;虞世鸣;;可调集成式合线器的开发设计[J];棉纺织技术;2018年08期

7 董颖惠;张海兵;;基于键合线模拟的SiGe BiCMOS 915 MHz功率放大器的设计[J];天津理工大学学报;2016年03期

8 贺林;王新房;谢明星;吕清;王静;袁莉;;实时三维超声心动图测量二尖瓣闭合线的方法及其准确性研究[J];临床超声医学杂志;2007年12期

9 梁丽,薛芸香;太合线与铬制肠线在产科应用效果对比[J];实用医药杂志;2003年02期

10 陈军;;一种使用四键合线电感的压控振荡器[J];电子世界;2014年12期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 贺林;王新房;谢明星;吕清;王静;袁莉;刘夏天;丁尚伟;;实时三维超声心动图评价二尖瓣闭合线的方法及其测量准确性研究[A];第九届全国超声心动图学术会议论文集[C];2007年

2 贺林;王新房;谢明星;吕清;王静;袁莉;;实时三维超声心动图研究正常人二尖瓣闭合线的特性[A];庆祝中国超声诊断50年暨第十届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2008年

3 贺林;王新房;刘夏天;袁莉;;实时三维超声心动图对正常与功能性反流二尖瓣闭合线的形态学对比研究[A];中华医学会第十次全国超声医学学术会议论文汇编[C];2009年

4 吴建得;罗宏伟;;铜键合线的发展与面临的挑战[A];2007'第十二届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2007年

5 成萍;杨晓莉;祝栋柯;李永胜;张乐;李尔平;;高速率WB-BGA封装的电磁辐射及优化互连设计[A];2017年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2017年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 李智群;整合线上线下资源 实现重点突破[N];德州日报;2018年

2 樊晋宏 徐彩鹏;500千伏丰合线改造提前完工[N];东北电力报;2009年

3 早报记者 栾晓娜;41路合线后拥挤不堪惹抱怨[N];东方早报;2012年

4 樊晋宏　徐彩鹏;500千伏丰合线完成差异化改造[N];国家电网报;2009年

5 王世峰;航天将用上临邑产超细铝硅键合线[N];德州日报;2010年

6 本报记者 周萃;整合线上线下渠道 布局消费场景互动[N];金融时报;2016年

7 ;一种内壁具有封合线的塑料包装软管[N];中国包装报;2005年

8 本报记者 李阳丹;整合线上线下资源 大众点评改造微生活[N];中国证券报;2014年

9 本报记者 荆宝洁;整合线上线下资源 北大资源探索“人的城镇化”[N];21世纪经济报道;2013年

10 通讯员 吴天铁;完成产值4.2亿元[N];中国铁道建筑报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 苏涛;江淮下游地区强对流发生条件的实况分析与模拟[D];浙江大学;2017年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 童杰;先进集成封装中多物理效应的高性能仿真方法研究[D];浙江大学;2018年

2 初开麒;基于多维数据模型的IGBT功率模块键合线在线健康监测研究[D];合肥工业大学;2018年

3 陈红纳;IGBT模块铝键合线故障与门极杂散阻抗的关系研究[D];河北工业大学;2016年

4 赵杰;镀钯键合线在封装应用中的研究[D];上海交通大学;2013年

5 禹鑫;IGBT功率模块的失效研究与键合线状态监测[D];天津理工大学;2015年

6 沈刚;基于近似熵分析和小波变换的IGBT模块键合线故障特征分析[D];重庆大学;2012年

7 祝栋柯;高速封装集成技术的EMI风险探究[D];浙江大学;2017年

8 陈宇;集成电路封装用新型Al-1%Si键合线的研制[D];兰州理工大学;2004年

9 成萍;封装EMI辐射建模及优化设计[D];浙江大学;2018年

10 王德益;封装级简单电源分配网络结构的阻抗计算[D];西安电子科技大学;2017年

本文编号：2618112