[发明专利]SOP系统集成中热管理方法

权利要求书

1.一种SOP系统集成中热管理方法，其特征在于：在多层堆叠芯片中设置硅通孔，并建立设有硅通孔的多层堆叠芯片热传导模型，利用matlab与ansys icepeak对仿真结果进行对比验证，进而确定硅通孔的大小与数量；

其中，设有硅通孔的多层堆叠芯片热传导模型如下：设该模型的芯片层数为n，其第一层芯片自下至上依次是热沉层、封装层、衬底层，第2至第n层芯片自下至上依次是绝缘层、粘合层、衬底层，第一层芯片热阻为R₁'，第·2至第n层热阻均为R'，根据傅立叶热流分析理论，建立并推导多层堆叠芯片的热传导模型函数，多层堆叠芯片第n层温度为：

上述设有硅通孔的多层堆叠芯片热传导模型用于matlab仿真，由于硅通孔占芯片总面积没有具体量化说明，不能最终确定硅通孔的数量和大小，为了确定硅通孔的大小与数量，并验证采用matlab仿真所得结果的科学性，建立了一个采用ansys icepeak仿真的模型，

采用ansys icepeak仿真建立的设有硅通孔的多层堆叠芯片热传导模型如下：设该模型的芯片层数为n，其第一层芯片自下至上依次是热沉层、封装层、衬底层，第2至第n层芯片自下至上依次是绝缘层、粘合层、衬底层，第一层芯片热阻为R₁'，

第2至第n层热阻均为R'，

根据傅立叶热流分析理论，建立并推导多层堆叠芯片的热传导模型函数，多层堆叠芯片第n层温度为：

该模型把硅通孔占总面积的比例因子r转化为相同比例因子的通孔数量与大小，能快速确定硅通孔的大小与数量；

S表示芯片的面积；TSV即硅通孔的面积总和为S_TSV，TSV占据芯片面积比例因子为r＝S_TSV/S,R_hs表示热沉热阻；R_pk表示封装的热阻；R_si表示si衬底电阻；R_glue表示粘合层电阻；R_ins表示绝缘层的电阻；l_si表示Si衬底厚度；l_glue表示粘合层厚度；l_ins表示绝缘层厚度；K_si表示Si衬底热导率；K_glue表示粘合层电导率；K_ins绝缘层电导率；D为TSV直径，P为两个TSV之间的间距，Q表示平均每层功耗，K_TSV表示通孔的热导率。