多芯片陶瓷封裝的結-殼熱阻分析方法

高　輝，仝良玉，蔣長順（無錫中微高科電子有限公司，江蘇無錫214035）

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多芯片陶瓷封裝的結-殼熱阻分析方法

高輝，仝良玉，蔣長順
（無錫中微高科電子有限公司，江蘇無錫214035）

隨著半導體行業對系統高集成度、小尺寸、低成本等方面的要求，系統級封裝（SiP）受到了越來越多的關注。由于多芯片的存在，SiP的散熱問題更為關鍵，單一的熱阻值不足以完整表征多芯片封裝的散熱特性。介紹了多芯片陶瓷封裝的結-殼熱阻分析方法，通過熱阻矩陣來描述多芯片封裝的散熱特性。采用不同尺寸的專用熱測試芯片制作多芯片封裝樣品，并分別采用有限元仿真和瞬態熱阻測試方法分析此款樣品的散熱特性，最終獲得封裝的熱阻矩陣。

多芯片封裝；陶瓷封裝；熱阻；熱仿真；熱阻測試

1　前言

系統級封裝（SiP）通常指將一個功能性的系統或子系統組裝到單一的封裝內。為了實現系統性的功能，SiP包含兩顆以上具有不同功能的芯片，可能還有無源器件、MEMS等，芯片可能有2D排布或三維堆疊的形式。SiP滿足了半導體行業對系統高集成度、小尺寸、低成本等方面的要求，因此受到了越來越多的關注。隨著系統集成度的提高，封裝體內熱流密度增大，SiP的熱管理和熱分析變得更為關鍵。

陶瓷封裝由于其氣密性的特點，多被用在航空航天等軍事領域。對于單芯片封裝，封裝器件的結-殼熱阻可以根據相關的標準進行測試，如GJB548B-2005（方法 1012熱性能）、GB/T14862-93或 JEDEC JESD51-14等［1］。由于SiP產品中存在多顆芯片，采用單一的熱阻值很難準確描述內部多芯片的散熱情況及芯片之間的耦合加熱情況。……