1、隨著芯片封裝向著工藝尺寸微小化、功能集成化及工作速度高速化方向的快速發(fā)展,基于硅通孔技術(shù)(Through Silicon Via,TSV)的三維疊層封裝(3D-SIP)技術(shù)成為了當前重要的發(fā)展方向?；?TSV的3D-SIP采用了垂直的互連方式,可以有效地提高封裝密度、降低功耗、減小噪聲及提高系統(tǒng)可靠性。但是,由于3D-SIP中采用了垂直互連方式,使得其特征尺寸更小、極大地增加了布局密度,并且隨著芯片工作頻率的不斷提高,復雜工作環(huán)境中的

2、多物理場(Multi-physics field)(主要是電磁場、熱場及結(jié)構(gòu)場)問題越來越明顯,嚴重的影響了基于 TSV的3D-SIP封裝的可靠性并制約了 TSV技術(shù)的發(fā)展。因此,基于 TSV的3D-SIP的多物理場分析是一個迫切需要解決的問題。
　　針對這個問題,本文在建立了基于 TSV的3D-SIP中電磁-熱-結(jié)構(gòu)三場耦合的數(shù)學分析模型的基礎(chǔ)上,采用虛位移原理對所建立的模型進行偏微分方程弱解形式的推導,利用有限元方法對基于 T

3、SV的3D-SIP中的電磁-熱-結(jié)構(gòu)多物理場問題進行了分析研究,具體工作有以下幾點:
　　1.通過對電磁場、熱場及結(jié)構(gòu)場基礎(chǔ)理論建立基于 TSV的3D-SIP中的電磁-熱-結(jié)構(gòu)多物理場問題分析的數(shù)學模型,對所建立的數(shù)學模型進行推導,轉(zhuǎn)化成本文有限元分析中使用到的偏微分方程的弱解形式;
　　2.研究了單個 TSV在高斯電壓脈沖注入下,填充型、環(huán)形及帶絕緣層型三種 TSV結(jié)構(gòu)在耦合作用下及不考慮耦合作用下的結(jié)果進行比較,并分析了

4、不同寬高比的 TSV中的電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合特性;
　　3.在多物理場耦合情況下對 TSV之間的熱串擾問題進行分析研究,并以 TSV之間的距離為參數(shù)研究了距離對其電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合特性的影響;
　　4.對兩層基于帶絕緣層型 TSV的3D-SIP結(jié)構(gòu)進行了電磁-熱-結(jié)構(gòu)多物理場耦合特性分析。運用統(tǒng)計學軟件 MINITAB進行了基于帶絕緣層型 TSV的3D-SIP在電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合環(huán)境下最高溫度、最大等效應力與 TSV結(jié)構(gòu)參數(shù)之