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：微电子学与计算机, 2022, 39(07): 121-128.

DOI：10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.1092

• 2.5D微系统
• 电-热-力多物理场耦合
• 优化

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%.

• 单位
  中国电子科技集团公司; 无锡中微高科电子有限公司