三维堆叠封装TSV互连结构热扭耦合应力分析与优化Analysis and optimization of thermal-torsional coupling stress of 3D stacked packaged TSV interconnect structure
谢俊,黄春跃,梁颖,张怀权,刘首甫
摘要(Abstract):
建立了三维硅通孔(TSV)芯片垂直堆叠封装结构有限元分析模型,对模型在热扭耦合加载下进行了仿真分析;分析了TSV材料参数与结构参数对TSV互连结构热扭耦合应力的影响;采用了响应面与模拟退火算法对在热扭耦合加载下TSV互连结构参数进行优化设计。结果表明:TSV互连结构最大热扭耦合应力应变位于铜柱与微凸点接触面外侧;微凸点材料为SAC387时,TSV互连结构热扭耦合应力最大,该应力随SiO_2层厚度的增大而增大,随铜柱直径的增大而先增大后减小,随铜柱高度的增大而减小;最优参数水平组合为铜柱直径50μm、铜柱高度85μm、SiO_2层厚度3μm,优化后的最大热扭耦合应力下降了5.3%。
关键词(KeyWords): TSV互连结构;热扭耦合应力;响应面法;模拟退火算法;优化设计
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(62164002);; 广西自然科学基金项目(2020GXNSFAA159071);; 成都大学模式识别与智能信息处理四川省高校重点实验室基金项目(MSSB-2022-02);; 桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目(2022YCXS008,2021YCXS009)
作者(Author): 谢俊,黄春跃,梁颖,张怀权,刘首甫
DOI: 10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.1372
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