ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

8
Содержание
том 63 / Август, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2020-63-7-657-665

УДК 621.3.019.34

Моделирование анизотропности температурного поля объемных интегральных микросхем

Озеркин Д. В.
канд. техн. наук, доцент; Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, кафедра радиоэлектрон-ных технологий и экологического мониторинга; декан радиокон-структорского факультета;


Аннотация. Рассмотрен статистический метод анализа температурной стабильности электронных устройств. Показано, что на основе факторного эксперимента воз-можно получение уравнение температурной погрешности, в котором устанавливается функциональная взаимосвязь между факторами (температурой электрорадиоизделий) и выходным параметром электронного устройства. Поскольку в условиях пространственной структуры объемных интегральных схем объединение электрорадиоизделий возможно не только планарно, но и на разных уровнях, введено понятие „объемная локальная группа“. Показано, что для этого предварительно необходимо найти распределение температурного поля для пространственной структуры объемной интегральной схемы. Наибо-лее эффективным методом нахождения температурного поля в настоящее время признан метод конечных элементов как разновидность численных методов решения дифференциального уравнения теплопроводности. Представлены результаты моделирования температурной стабильности для импульсного усилителя мощности, реализованного в виде трехслойной структуры объемной интегральной схемы.
Ключевые слова: электрорадиоизделие, объемная интегральная схема, импульсный усилитель мощности, температурная стабильность, регрессионный анализ, уравнение температурной погрешности, вычислительный факторный эксперимент, объемная локальная группа, метод конечных элементов

Список литературы:
  1. Lakatoş E. Ş. 60 years from the invention of the integrated circuits // EEA — Electrotehnica, Electronica, Automatica. 2018. N 66 (3). P. 72—80.
  2. Garrou P., Koyanagi M., Ramm P. Handbook of 3D Integration. Vol. 3. Weinhem: Wiley-VC H, 2014. 451 p.
  3. Gvozdev V. I., Podkovyrin S. I. Optical-microwave electronics in the engineering of bulk integrated circuits // J. of Communications Technology and Electronics. 1995. N 40 (15). P. 74—88.
  4. Klyuev S. B., Mezhekova E. V., Nefedov E. I., Popov R. S. High-model in transmission lines for three-dimensional integrated circuits // Doklady Akademii Nauk. 2002. N 383 (5). P. 630—635.
  5. Pogudkin A. V., Belyakov I. A., Vertyanov D. V., Kruchinin S. M., Timoshenkov S. P. Research of reconstructed wafer surface planarity on the metall-compound-silicon boundary for multi-chip module with embedded dies // Proc. of the IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus), St. Petersburg — Moscow, 2019.
  6. А. с. 1675908 А1, СССР. Способ теплового контроля качества объемных интегральных схем / В. С. Осадчук, Е. А. Паламарчук, В. В. Стронский, А. Г. Яровенко. 07.09.1991.
  7. Яблочников Е. И., Смирнов П. В., Воробьев А. С. Применение систем виртуального моделирования для разработки технологических процессов корпусирования электронных компонентов // Изв. вузов. Приборостроение. 2014. Т. 57, № 8. С. 33—36.
  8. Raghuvanshi S., Nagar P., Singh G. K. A review on thermal aware optimization of three dimensional integrated circuits (3D ICs) // Intern. Journal of Modern Engineering Research (IJMER). 2014. Vol. 4. P. 31—41.
  9. Yan H., Zhou Q., Hong X. Thermal aware placement in 3D ICs using quadratic uniformity modeling approach // Integration, the VLSI Journal. 2009. Vol. 42. P. 175—180.
  10. Cong J., Luo G. Thermal-Aware 3D Placement // Three Dimensional Integrated Circuit Design. EDA, Design and Microarchitectures; Ed.: Yuan Xie, I. Cong, S. Sapatnekar. Boston, MA: Springer, 2010. P.103—144.
  11. Luo G., Shi Y., Cong J. An analytical placement framework for 3-D ICs and its extension on thermal awareness // IEEE Transact. on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2013. Vol. 32, iss. 4. P. 510—523.
  12. Cong J., Luo G., Shi Y. Thermal-aware cell and through-silicon-via co-placement for 3D ICs // Proc. of the 48th ACM/EDAC/IEEE Design Automation Conf. (DAC), New York, USA, 5—9 June 2011. P. 670—675.
  13. Jeong J., Jang S., Choi W., Kim Y., Chun K. Thermal structure design for enhanced heat spreading in 3D ICs // IEEE Tencon Spring, Sydney, NSW, Australia. 2013. P. 544—547.
  14. Фомин А. В., Борисов В. Ф., Чермошенский В. В. Допуски в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Сов. радио, 1973. 128 с.
  15. Ovchinnikov S. V., Lyashenko A. V. Synthesized model for analytical calculation of temperature field and thermal resistance elements of solid state electronics // Гетеромагнитная микроэлектроника. 2012. № 12. С. 11—18.
  16.  Озеркин Д. В., Русановский С. А. Методология моделирования температурной стабильности резисторных блоков Б19К в SPICE-подобных симуляторах // Докл. Томск. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники. 2017. Т. 20, № 2. С. 49—54.
  17. Fukushima T., Bea J., Murugesan M., Lee K.-W., Tanaka T., Koyanagi M. Self-assembly-based 3D integration technologies // Proc. of the 3rd IEEE Intern. Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration, Tokyo, 2012. P. 151—151.
  18. Дульнев Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высш. школа, 1984. 247 с.
  19. Петухов В. М. Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник. М.: Радио и связь, 1993. 224 с.