集成电路SiP器件热应力仿真方法研究*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0116

电子与封装 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (10): 100204 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0116

集成电路SiP器件热应力仿真方法研究^*

吴松^1,2，王超^1,2，秦智晗^1,2，陈桃桃^1,2

中文引用格式：吴松，王超，秦智晗，等. 集成电路SiP器件热应力仿真方法研究[J]. 电子与封装, 2025, 2510: 100204.

收稿日期:2025-02-13 出版日期:2025-10-29 发布日期:2025-04-11
作者简介:吴松（1998—），男，安徽六安人，硕士，助理工程师，主要研究方向为集成电路仿真技术；王超（1986—），男，湖北黄冈人，硕士，高级工程师，主要研究方向为集成电路工艺技术。

Research on Thermal Stress Simulation Method for Integrated Circuit SiP Devices

WU Song^{1, 2}, WANG Chao^{1, 2}, QIN Zhihan^{1, 2}, CHEN Taotao^{1, 2}

1. China Electronics Technology GroupCorporation No.43 Research Institute,Hefei 230088, China;2. Anhui Key Laboratoryof Microsystems, Hefei 230088, China

Received:2025-02-13 Online:2025-10-29 Published:2025-04-11

摘要/Abstract

摘要： 对于系统级封装（SiP）器件，热应力引发的热失配是导致其失效的主要因素之一。基于有限元的仿真技术不仅能满足精度要求，还可显著节省时间与资源成本。然而，当前国内外针对SiP器件的热应力应变仿真方法缺乏系统的对比与验证。以某典型SiP模型为例，从收敛性分析、约束类型分析、温度场构建分析、焊接面分析、黏接面分析5个方面研究该封装器件的热应力应变仿真方法，最终结合实验进行对比分析，形成准确高效的SiP器件热应力应变仿真方法理论，从而为该领域的封装设计提供一定的科学指导。

关键词: 集成电路, SiP, 数值模拟, 热应力

Abstract: Thermal mismatch induced by thermal stress is identified as a primary failure factor in system-in-package (SiP) devices. Finite-element-based simulation techniques meet accuracy requirements while significantly reducing time and resource costs. However, systematic comparison and validation are lacking in current domestic and international thermal stress-strain simulation methods for SiP devices. Using a typical SiP model as an example, the thermal stress-strain simulation method for the packaging device is investigated from five aspects: convergence analysis, constraint type analysis, temperature field construction analysis, solder joint analysis, and adhesive interface analysis. Experimental comparison analysis is conducted to formulate an accurate and efficient theoretical framework for SiP device thermal stress-strain simulation, thereby providing scientific guidance for packaging design in this field.

Key words: integrated circuits, SiP, numerical modeling, thermal stress

中图分类号:

TN305.94

吴松，王超，秦智晗，陈桃桃. 集成电路SiP器件热应力仿真方法研究^*[J]. 电子与封装, 2025, 25(10): 100204 .

WU Song, WANG Chao, QIN Zhihan, CHEN Taotao. Research on Thermal Stress Simulation Method for Integrated Circuit SiP Devices[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(10): 100204 .

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王超（1986—），男，湖北黄冈人，硕士，高级工程师，主要研究方向为集成电路工艺技术。

中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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Research on Thermal Stress Simulation Method for Integrated Circuit SiP Devices

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