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3D堆叠封装的热管理挑战与解决方案.docx
资料介绍
3D堆叠封装的热管理挑战与解决方案
一、引言
3D堆叠封装将多层芯片垂直堆叠，在提高集成度和性能的同时，也带来了严峻的热管理挑战。多层芯片的热量在堆叠内部积累，顶层芯片的散热路径最长，温度最高。3D封装的热管理是先进封装中最具挑战性的技术问题之一。
二、3D封装的热管理挑战
2.1 热量积累
3D封装中多层芯片堆叠，热量在堆叠内部积累，难以散去。底层芯片的热量需要穿过上层芯片才能到达散热器，散热路径长，热阻大。
2.2 热点叠加
3D封装中不同层芯片的热点可能在垂直方向叠加，形成局部高温区域，温度远高于单层芯片的热点。
2.3 热耦合
堆叠芯片之间的热耦合效应使各层芯片的温度相互影响，一层芯片的功耗变化会影响其他层芯片的温度。
三、3D封装的热管理解决方案
3.1 热通孔
热通孔在堆叠芯片中制作垂直的导热通道，将热量从底层芯片传导到顶层芯片再散出。热通孔使用铜填充，导热率高。
3.2 嵌入式微流道
在硅中介层或芯片背面直接加工微流道，冷却液流过微流道带走热量。嵌入式微流道的散热效率极高，可满足1000W/cm²以上热流密度的散热需求。
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