多芯片组件（Multi-Chip Module，MCM）技术是一门全新的微型电子封装技术，因具有高性能、高速化、高密度化、小型化、轻量化、高可靠性等诸多优势而在各个领域特别是现代信息化军事武器装备中得到广泛应用，但由于它具备高密度、小型化等一系列特点，因此在设计、组装时会产生非常多的困难, 尤其是伴随着组件功耗密度的逐渐增高，从而芯片的温度急剧上升，并且，有相关数据表明，当组件温度增高10℃时，其失效的几率将变为原来的两倍以上，在众多影响设备可靠性与稳定性因素中，由于实际工作温度超过设计许可温度而引发的失效比例高达55% 以上。由于温度变化，造成芯片的几种材料之间产生热不匹配现象从而形成热应力和热疲劳，这；两种情况有可能造成构件发生疲劳失效或塑性形变累积，形成材料本身的相关组织发生结构性影响，加快热疲劳破坏。这些原因非常严重约束了MCM 的性能和进一步发展。因此，研究如何降低封装后的芯片组件温度对于芯片封装具有重要意义。

1。2  国内外研究现状

1。2。1  国内研究现状

1。2。2  国外研究现状

1。2。3  本段小结

1。3  本文研究内容

考虑现在的研究主要集中在多芯片组件方面，对芯片基板受温度影响产生的热应力与热疲劳情况分析较少。而事实上，芯片基板在高温情况下，会因为热应力而产生变形，连续的温度应力加载将在基板内部产生热疲劳，此二者将严重影响芯片基板的使用寿命，进而影响芯片组件的整个使用寿命及性能。同时，另一方面，芯片基板在实际工作中较多的承担了芯片散热的功能，为芯片的温度降低起了主要作用。如果芯片基板的布局不合理，选材及设计不当，将严重影响芯片散热，导致芯片热分布集中，从而导致芯片失效，影响芯片性能。论文网

1。3。1  模型选择

在本文中，我选择了一个包含五个芯片的多芯片组件，进行相关分析。同时，为了方便建模，以及模型的后期使用，我在建模时采用三维建模软件UG 进行3D模型创建，进而导入ANSYS 中对其进行相关的热分析，求得热布局及热应力分布状况，分析其热疲劳状态，得到其疲劳寿命。进而得出结论。

1。3。2  热应力分析

在本文中，我基于ANSYS 进行相关热分析，采用直接法进行热应力求解，即选用热力耦合单元进行网格划分，离散单元体。施加的载荷不再是静力学载荷，而是温度相关载荷。进而进行求解分析，获得相关分析数据。根据结果，然后得出相关的热优化建议。

1。3。3  热疲劳分析

由于基板受循环热应力作用，故芯片基板上会形成一定的热疲劳。本文中，为更好的获得基板的疲劳状态，我基于ANSYS进行疲劳分析，使用载荷步对模型施加循环载荷，获得整个组件及基板的疲劳数据。文献综述

1。3。4  收获

通过本次毕业设计，更加熟练使用了有限元分析软件ANSYS，并能很好的进行求解分析，获得结果。并掌握了ANSYS运行规则，学会了其使用方法和模块的使用方式，并能处理较常见的分析类型。

2  多芯片组件

2。1  多芯片组件概述

多芯片组件是一种新型电子组装技术。其组装方式是直接将裸露的集成电路芯片搭载在不同类型的布线板上，使用导通孔将层与层的金属导线连通，并实现整体封装的一种封装技术。这种组装方式能够使芯片与芯片之间的距离很小，同时能够降低互连和布线中所产生的信号延迟、串扰噪声、电感／电容耦合等系列问题。MCM 的研发成功为电子系统做到小型化、模块化、低功耗、高可靠性提供了更加可靠的技术支撑。