2.5D微系统多物理场耦合仿真及优化

• 作者: 杨中磊 朱慧 周立彦 赵文月 黄卫
• 来源期刊: 微电子学与计算机
• 关键词: 2.5D微系统 电-热-力多物理场耦合 优化
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 所属期刊栏目: 微系统与先进封装
• 页码范围: 121-128
• 页数: 7页
• 分类号: TM277
• 语种: 中文
• DOI: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.1092

摘要

微系统封装需要综合考虑电、热和力学性能的多物理场耦合问题.以某款2.5D微系统封装结构为研究对象，实测验证了2.5D微系统封装仿真模型准确性，完成了关键部件-TSV转接板(Through-Silicon-Via, TSV)的电-热-力多物理场耦合仿真分析.综合分析了TSV转接板的电性能、热性能和力学性能，仿真结果表明，初始TSV转接板结构电信号传输效率仅为73%、局部温度高达122.3℃以及受热发生的形变量为2.24um；由电-热耦合造成的结构形变使得电信号传输效率降低了6%.结合哈默斯雷实验设计方法、遗传算法等优化理论完成了TSV转接板结构的多物理场协同优化设计.仿真结果表明，优化后的TSV转接板插入损耗S21减小，电信号传输效率提高到80%，最高温度降低18%，最大形变减少19.6%.