一种多芯片封装(MCP)的热仿真设计

集成电路封装热设计的目的在于尽可能地提高封装的散热能力,确保芯片的正常运行。多芯片封装(MCP)可以提高封装的芯片密度,提高处理能力。与传统的单芯片封装相比,由于包含多个热源,多芯片封装的热管理变得更为关键。本文针对一种2维FBGAMCP产品,进行有限元建模仿真,并获得封装的热性能。通过热阻比较的方式,分析了不同的芯片厚度对封装热性能的影响。针对双芯片封装,通过对不同的芯片布局进行建模仿真,获得不同的芯片布局对封装热阻的影响。最后通过封装热阻的比较,对芯片的排列布局进行了优化。分析结果认为芯片厚度对封装热阻的影响并不明显,双芯片在基板中心呈对称排列时封装的热阻最小。     

计算机CPU芯片散热技术研究

在对计算机CPU散热技术研究的重要作用进行分析的基础上,探讨了当前计算机CPU芯片风冷散热技术及其特点。最后,结合具体的设计实例,采用温度数值模拟软件对之进行了模拟分析,得到了CPU芯片散热器性能随着其结构尺寸变化的规律,为提高CPU散热性能起到一定的参考。     

HPS整流管芯片散热效率计算仿真研究

针对传统散热效率计算方法存在计算时间过长、计算效率过低以及计算误差偏高等问题,提出了一种新的散热效率计算方法———基于傅里叶导热方程的散热效率计算方法。通过对高功率半导体整流管芯片进行分析,引用傅里叶导热方程计算出整流管芯片的传热热阻,根据传热热阻随着温度的变化,获取高功率半导体整流管芯片散热系数。根据高功率半导体整流管芯片散热系数,构建高功率半导体整流管芯片散热模型,利用建立的模型分析转速、冷气流入口的压力和速度以及冷却孔的分布等对转子温度场的以及散热效率的影响,优化散热路径,完成高功率半导体整流管芯片散热计算。实验结果表明,所提方法有效减少了计算时间,提高了计算效率,与此同时,降低了计算误差,使计算结果更为准确。     

论电子单板散热设计探究

普通SOP封装散热性能很差,影响SOP封装散热的因素分外因和内因,其中内因是影响SOP散热的关键。影响散热的外因是器件管脚与PWB的传热热阻和器件上表面与环境的对流散热热阻。内因源于SOP封装本身很高传热热阻。     

QFN的主要特点

QFN(Quad Flat No-lead Package,方形扁平无引脚封装)是一种焊盘尺寸小、体积小、以塑料作为密封材料的新兴的表面贴装芯片封装技术。由于底部中央的大暴露焊盘被焊接到PCB的散热焊盘上,这使得QFN具有极佳的电和热性能。QFN的主要特点有:·表面贴装封装·无引脚焊盘设计占有更小的PCB区域·非常薄的元件厚度(<1mm),可以满足对空间有严格要求的应用·非常低的阻抗、自感,可满足高速或者微波的应用·具有优异的热性能,主要是因为底部有大面积散热焊盘·重量轻,适合便携式应用     

芯片电子封装翘曲的非线性有限元分析

针对芯片电子封装翘曲主要是由各种部件材料性能与几何尺寸不匹配,以及封装过程中温度分布不均匀性引起的问题,在只考虑材料属性的前提下,将不同的基板材料和环氧模塑封装材料(Epoxy Molding Compound,EMC)进行组合,运用有限元软件MSC Patran/Nastran研究不同组合工况对封装翘曲的影响.研究表明,当封装材料与基板材料的属性相差较大时,会发生大的向上翘曲;当两者材料属性相差较小时,向上的翘曲值较小;但当两者材料属性过于趋近时,会发生向下翘曲的情况.     

CPU温度警世录

计算机工作时,如果CPU内部的集成电路温度过高,将不能正常运行,并会直接影响计算机的稳定性。而CPU温度的高低,与CPU的发热与散热有着紧密的联系。早先的8086、286、386等因CPU工作频率较低,发热问题还不严重。当时的CPU一般都焊接在电路板上,封装面积不大（往往比主板的主控制芯片还小些）,也没有专用的散热装置,从表面上看,CPU与其他芯片区别不大。随着CPU运行频率的不断提高,CPU的发热和散热问题也日益得到重视。从486开始,一些CPU上开始出现散热片,到了486DX4／100出台时,散热风扇已成为CPU必不可少的散热工…     

镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器散热性能实验研究

摘要：本文以空气为冷却介质,对镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器进行了气冷散热性能实验研究。通过测量微冷却器出入口温度、底面温度与压降,研究了镀碳纳米管铜岐片微冷却器的散热性能。对镀碳纳米管的铜岐片和硅岐片微冷却器,通过实验比较得到,两种材料微冷却器的热阻在低热流密度时,温度变化梯度较大,随着热流密度的提高,热阻变化趋于稳定,并且镀碳纳米管的铜岐片微冷却器散热性优于硅岐片材料微冷却器。     

三水醋酸钠在防止CPU瞬时过热中的应用

运用差动热（DSC）分析方法,研究三水醋酸钠与醋酸铵二元体系在加成核剂（1％硼砂）后的相变温度和相变焓（Tm=51．1℃,△H=210．0kJ／kg）．在原有散热系统的基础上,将这种物质设计成储热块,安装在CPU芯片上,当CPU表面温度达到或者超过相变点时,储热块相变吸热,使其低于55℃,防止瞬时过热;当温度未达到相变点时,储热块仅起导热作用,散热片和电扇起散热作用．     

大功率压接式IGBT模块的热学设计与仿真

随着IGBT模块功率等级的提高,芯片的功率密度和工作结温大幅提升,导致器件长期可靠性受热应力的影响越来越大。本文以3 300 V/3 000 A规格压接式IGBT模块为例,对压接式IGBT模块热性能进行研究:分析了模块的传热模型并利用ANSYS对模块结构进行迭代仿真,发现模块双面散热存在不对称性;同时分析了模块结构对热阻的影响,并针对电极铜块面积、电极铜块厚度及钼片厚度等结构参数提出了优化方案,可为器件的结构优化设计提供参考。     

IC芯片的外衣——漫谈集成电路封装

封装是IC芯片的漂亮外衣,它既可以使芯片核心与空气隔离,免受污染物的侵害,又起着安装、固定和增强芯片电热性能的作用,封装引脚还使芯片核心与其他电路器件建立电气连接。因而封装对芯片性能有着具大的影响。对集成电路芯片进行封装时主要考虑的因素有: 集成电路芯片功能强,引脚数多,芯片工作频率高,这要求其引脚长度尽量短、引脚间距尽可能大,以减小分布电容、分布电感对芯片高频工作性能产生的影响。芯片集成晶体管数量多、工作频率高,产生的巨大热量不可忽视,这就要求封装尽量薄,有利于散热。芯片面积与封装面积之比要尽可能大,以节省材料,减少芯片占用印刷电路板面积。封装是集成电路芯片的重要组成部分,封装形式在     

德州仪器最新DualCool~(TM) NexFET~(TM)功率MOSFET

<正>在标准封装尺寸下将散热效率提升80%、允许电流提高50%随着许多标准架构(PCI、AT-CA),电信及服务器机柜的尺寸越来越小,功率密度会越来越大。在相同尺寸下,PCB板上集成的芯片越来越多,从而导致其电流不断增加。所     

气压传感器中保护材料硅凝胶的优化设计

在实际生产中,芯片保护材料的选择和厚度的设计是气体压力传感器封装中的重要问题.本文讨论了芯片保护材料硅凝胶在热循环过程中对压力芯片性能的影响,把膜片上最大等效应力作为优化设计的目标函数,研究了硅凝胶的厚度和与膜片上最大Von Mise应力之间的关系.     

纳米薄膜面向导热系数的分子动力学模拟

基于分子动力学研究纳米薄膜的导热系数现状,建立了一种导热模型.采用非平衡态分子动力学研究了纳米薄膜长度、厚度、空穴对导热系数的影响.选取结构简单、可靠实验数据和势能函数的晶体氩为模型,计算了氩晶体薄膜面向导热系数.模拟结果表明:纳米薄膜面向导热系数随薄膜长度和厚度增加而增加,增加到一定尺寸时,不再增加,近似相等,具有显著的尺寸效应.相同条件下,存在空穴的氩晶体纳米薄膜导热系数低于理想氩晶体纳米薄膜的导热系数.     

大功率LED热阻自动测量方法研究

在没有散热措施的情况下,大功率LED芯片的温度迅速升高,当结温超过最大允许温度时,大功率LED会因过热而损坏;大功率LED灯具设计中,最主要的设计工作就是散热设计;利用LED半导体器件的结电压与结温具有良好的线性关系的特性,通过测量大功率LED工作时的正向压降、工作电流、恒温箱温度和热衬温度,采用电学参数法,实现了大功率LED热阻的自动测量;设计并制作了大功率LED热阻自动测量仪,快速、准确地测量了LED晶片到热衬的热阻;6种不同规格LED晶片到热衬的热阻测量值与计算值之间的误差小于10％;热阻测量值普遍高于理论计算值,说明LED制造工艺水平还有很大的提升空间.     

FPGA与DSP信号处理系统的散热设计

随着系统性能的不断提升,系统功耗也随之增大,如何对系统进行有效的散热,控制系统温度满足芯片的正常工作条件变成了一个十分棘手的问题。通常使用风冷技术对系统进行散热。采用风冷技术时要重点考虑散热效率问题,一般可以通过使用较好的导热材料和增大散热面积来实现,但这就带来了系统成本的提高和体积的增加,因此必须选择最优的结合点。另外,要充分考虑热量传播的方向,使其在以尽可能的路径传播到外界的同时,能够保证热量远离那些易受温度影响的器件。现在,一些公司也推出了进行系统散热设计的辅助工具,大大提高了系统设计的可靠性。     

铂薄膜电阻温度传感器封装研究

封装可以保护铂薄膜电阻温度传感器避免机械损伤,减弱薄膜高温下热挥发和团聚现象,提升器件综合性能.设计了一种玻璃釉料/高温陶瓷胶/氧化铝3层复合封装结构.通过合理设计封装结构,选择封装材料,优化封装工艺,调节各层材料热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion,CTE),减小了热应力,提升了封装可靠性.根据CTE和熔融温度加和性系数计算法则设计玻璃成分,制备玻璃粉末,优化玻璃釉料黏度,制备玻璃釉料.通过对玻璃粉末进行热分析,研究烧结温度对玻璃的影响,设计玻璃釉料烧结曲线,完成铂薄膜电阻封装.实验发现封装层结构致密,封装后电阻响应时间较短,封装提升了电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)和高温(850℃)稳定性.研究表明这种封装结构有利于提升电阻温度传感器的综合性能.该研究对铂薄膜电阻封装具有指导价值.     

关于CPU散热之导热硅胶的4个问题

制作再精良的散热片与CPU接触时都难免有空隙出现,因此我们很有必要使用导热硅脂填充CPU与散热片之间的空隙。通过增大两者的接触面积来改善导热的效果。但要注意的是,因为金属散热片的导热能力要比导热硅脂强得多,因此在这里使用导热硅脂仅仅是用来填补空隙,而不是用来连接CPU和散热片,切不可认为导热硅脂是散热主体,它只是帮助散热片散热而已。     

靠近我，拥抱我 散热器安装指南

天气热了！看着CPU温度与日剧增，心中暗暗焦急。这个时候，为了加强散热器的散热能力，我们开始对散热器采取了一些措施，譬如清扫散热器的灰尘、给CPU风扇注油等。但是，我们也许忘了更重要的一环，更换CPU表面的导热硅脂。大家可千万不要小看这薄薄一层导热硅脂，因为导热硅脂充分填补CPU表面与     

2.5D Chiplet封装结构的热应力研究

开展了一种2.5D Chiplet封装结构的热应力研究，形成了一套适用于先进封装的设计理论方法，从而显著提升Chiplet封装性能和降低成本。根据实际生产要求，选择芯片表面应力、底部填充胶应力和封装翘曲三个关键封装性能作为优化目标。首先建立了Chiplet封装模型，采用COMSOL进行有限元仿真，揭示了底部填充胶材料选型、两芯片间底部填充胶高度、塑封料和芯片高度三个参数对上述封装性能的影响规律。然后通过正交试验设计方法获得仿真数据，并基于极差分析法处理相关数据，分析各参数影响因素对优化目标的影响程度，进而获得2.5D Chiplet封装结构的最优参数。最后将优化后Chiplet封装模型通过仿真进行验证，结果表明该封装结构中芯片表面平均应力减小为93%,底部填充胶峰值应力减小为86%,和封装翘曲减低为96%,从而验证了设计的有效性。