多芯片組件（MCM）的熱建模和熱分析研究.pdf

1、隨著多芯片組件(MCM)的發(fā)展，對多熱源耦合條件下MCM熱模擬分析技術要求越來越迫切，不僅要求能夠解決復雜三維熱分布問題，而且對模擬結果的精度也提出了更高的要求。本論文運用有限元方法，借助于ANSYS軟件對應用于某種特殊場合的MCM溫度分布和倒裝焊封裝中復合SnPb焊點在熱循環(huán)載荷作用下的應力、應變分布以及焊點的形態(tài)對其應力應變的影響進行了模擬和分析。 首先針對應用于某種特殊場合的MCM建立了三維有限元模型，求解其溫度場分布，并

2、研究了各種不同的冷卻措施對其溫度分布的影響，目的在于為多芯片組件的熱設計提供必要的技術參數(shù)。并建立了陶瓷球柵陣列(CBGA)封裝的三維有限元模型，模擬出熱載荷作用下CBGA封裝的三維熱應力應變分布，得出對于以中心芯片為主要熱源的CBGA的等效應力應變最大處一般集中在芯片與焊料結合面中心的焊料邊緣處。 根據以上分析的結論，建立了主要針對焊點部分的倒裝焊封裝模型，模擬并分析了倒裝焊封裝中復合SnPb焊點在熱循環(huán)過程中的應力、應變的分

3、布。通過模擬分析，觀察到SnPb焊料的蠕變行為和應力松弛現(xiàn)象，得到了如下結論：(1)外側焊點經受的應力、應變范圍比內側焊點大。(2)焊點的最高應力區(qū)域出現(xiàn)在Sn60Pb40焊料的最外緣處；最高應變區(qū)域出現(xiàn)在 Pb90Sn10焊料與凸點下金屬層(UBM)接觸面的最上緣處。 以提高焊點可靠性為目的，建立了單個焊點的三維模型，相對于標準模型分別對焊點的半徑、高度以及間距加以調整，研究了不同形態(tài)的CBGA焊點的熱力行為。得出了具有較為理