2.5D Chiplet封装结构的热应力研究

摘要

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。