硅通孔结构热力耦合数值分析.pdf

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1、硅通孔结构热力耦合数值分析NumericalanalysisofthermalmechanicalcouplingforthestructureofTSV王珍松大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位i仑文是本人在导师指导下进行的研究工作X取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考又献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成吳，也不包含为获得大连交通大学或其他教言机构的学位或证书而，更用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何

2、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产耔及受I、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作约知识产权单位属大连交通夫学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成杲时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入

3、学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）曰期：>

4、厂年名月/》曰曰期：厂年〈月/名曰分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20122291硕士学位论文硅通孔结构热力耦合数值分析NumericalanalysisofthermalmechanicalcouplingforthestructureofTSV学生姓名：王珍松导师及职称：薛齐文教授学科门类：工学专业名称：工程

5、力学研究方向：工程结构强度及动力分析申请学位级别：硕士论文答辩日期：2015年6月15号学位授予单位：大连交通大学摘要摘要伴随着科技的进步，电子器件逐渐朝着集成化、微型化的方向发展，热问题越来越受业界关注，热效应带来电子器件性能不稳定、失效甚至损坏等一系列问题。当前集成电路热设计中主要以传统的实验与数值仿真补充相结合的方法。针对TSV封装结构，建立数值分析模型，利用有限元软件进行稳态和瞬态热力耦合分析。通过数值分析，寻找温度、应力和应变的峰值及其分布规律，探讨了不同功率循环加载以及变形封装结构耦合效应特点，并对分析结果进行对比。此外

6、，还考虑各项参数的不确定性，分别进行单一和多个参数组合的区间不确定分析，得到TSV模型热力耦合不确定性区间响应。针对TSV模型加载后的热问题，本文分别讨论了不同TSV模型结构的热力耦合效应，探讨相关因素的影响，开展以下几个方面的工作，研究内容主要包括：（1）针对常用硅通孔叠层封装的热问题，利用有限元软件，进行稳态热力耦合分析，讨论了峰值及其位置分布，并对不同结构的热力耦合分析结果进行对比。（2）利用稳态分析中TSV模型的十个节点温度，采用蚁群寻源方法对封装体热源进行识别分析。（3）针对实际中循环加载的不同阶段工况，对多热源TSV叠层

7、封装进行了瞬态热力耦合分析。通过讨论大功率和小功率循环加载情况，对模型热力耦合效应进行分析，进一步探讨了不同孔间距和形状的封装体耦合效应特点，并进行结果对比，寻求可能的对应关系。（4）针对TSV封装模型中不确定性参数问题，通过结合区间有限元方法与区间摄动理，分别对单一和多个参数组合进行区间不确定性分析，得到TSV模型热力耦合不确定性区间响应。通过对TSV封装的热效应问题进行确定性和不确定性研究，分析了不同TSV结构对其热效应的影响程度以及参数不确定性的影响，相关研究结论可作为参考依据应用于TSV模型结构优化设计中，尤其在热设计方面。

8、关键词：硅通孔；热力耦合；区间分析；有限元I大连交通大学工学硕士论文AbstractAlongwiththeprogressofscienceandtechnology,electronicdevicegraduallytowardstothedirectionofintegrationandminiaturization,thermaldissipationisgettingmoreandmoreattentioninitsfield,heatingeffectcanresultinaseriesofproblems,forexa

9、mple,electronicdeviceperformanceisnotstable,failureorevendamage.Currentlythemainlydesignmethodofintegratedcircuitisco