發(fā)布時(shí)間：2017-12-25 05:06

  本文關(guān)鍵詞：基于TSV的銅柱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： TSV 芯片 銅柱 等效應(yīng)力 隨機(jī)振動

【摘要】：電子工業(yè)不斷發(fā)展,對微系統(tǒng)的功能密度和性能要求不斷提高,為順應(yīng)摩爾定律的增長趨勢,芯片技術(shù)越來越向著小型化和高性能方向發(fā)展,因此越來越需要三維集成方案,在此推動下,穿透硅通孔技術(shù)(TSV)應(yīng)運(yùn)而生,成為三維集成、芯片級和晶圓級封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一。TSV技術(shù)是通過在芯片與芯片之間、晶圓與晶圓之間作垂直互連,是實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。三維封裝與傳統(tǒng)封裝相比有特殊的優(yōu)勢,TSV能夠使三維方向堆疊密度最大,因此使得互連長度大大減小,電性能大大提高3D堆疊芯片極薄,可以小到50~100 um,非常容易產(chǎn)生裂紋,由于三維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和尺寸的微化,使得TSV技術(shù)變得非常的復(fù)雜。然而許多關(guān)于TSV的研究只是在初期階段,因此采用有限元方法模擬三維封裝結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。在電子封裝中焊點(diǎn)起著支撐和連接作用,但是由于不同材料間熱膨脹系數(shù)的不匹配引起了各種失效,使其成為阻礙電子封裝發(fā)展的短板。據(jù)統(tǒng)計(jì)55%的失效由溫度載荷引起,本文基于有限元模擬軟件ANSYS,芯片發(fā)熱載荷和熱循環(huán)載荷被使用,為了研究TSV銅柱應(yīng)力情況,首先采用一組合適的參數(shù)模擬其應(yīng)力,然后以銅柱最大等效應(yīng)力為響應(yīng)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,通過使用統(tǒng)計(jì)軟件MINITAB和田口正交試驗(yàn)方法去分析銅柱高度、間距、直徑對銅柱等效應(yīng)力的影響。通過一組合適的參數(shù)模擬發(fā)現(xiàn),銅柱最大等效應(yīng)力分布在外側(cè)拐角與底部接觸位置。采用正交試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)銅柱直徑對其應(yīng)力的影響最大,銅柱高度、銅柱間距影響相對較小。通過均值主效應(yīng)圖發(fā)現(xiàn),芯片發(fā)熱載荷下銅柱等效應(yīng)力隨著銅柱高度、間距、直徑的增大而較小,因此在選定參數(shù)范圍內(nèi)銅柱存在最小應(yīng)力值。在熱循環(huán)載荷下銅柱等效應(yīng)力隨著銅柱高度和直徑的增大保持一個(gè)非線性趨勢,銅柱等效應(yīng)力隨著銅柱間距的增大而減小。本文也研究了X、Y、Z三個(gè)方向振動情況下銅柱的應(yīng)力情況,研究發(fā)現(xiàn)銅柱最大等效應(yīng)力分布在外側(cè)拐角與底部接觸位置。銅柱邊角處位置為易失效位置,但數(shù)值很小遠(yuǎn)未達(dá)到失效數(shù)值,本文通過計(jì)算損傷度估算其壽命,發(fā)現(xiàn)X、Y方向的激勵不會使模型發(fā)生損壞。主要的破壞來自Z方向的隨機(jī)振動。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN40

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 張超;孔德仁;賈云飛;;基于自適應(yīng)加權(quán)融合的標(biāo)準(zhǔn)銅柱鑒選研究[J];電子測量技術(shù);2010年07期

2 王燕杰;李青;;渦流法檢測銅柱高度[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2013年06期

3 ;[J];;年期

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 ;隱形斗篷：能把一個(gè)銅柱變“沒”了[N];新華每日電訊;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 江偉;基于TSV的銅柱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

2 孫帥飛;靜標(biāo)銅柱高低溫校準(zhǔn)裝置及修正方法研究[D];南京理工大學(xué);2013年

3 劉冰冰;測壓銅柱靜態(tài)標(biāo)定體制的研究[D];南京理工大學(xué);2009年

4 曹程良;基于銅柱凸塊覆晶技術(shù)的移動裝置處理芯片封裝工藝創(chuàng)新研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

5 韓成輝;測壓銅柱靜態(tài)及動態(tài)力學(xué)特性分析[D];南京理工大學(xué);2008年

，

本文編號：1331456