RCP 封装建模 报告人： 张路

导师： 肖夏日期： 2013.06.03

目录

1.RCP 封装模型2. 上次报告的问题解决3. 未来工作

1.1 RCP 封装模型尺寸参数各部分名称 尺寸大小 [ 单位： mm]FR-4 板 15*15*0.3

再分布层 9*9*0.2

塑封材料 9*9*0.5

硅片 5.1*5.1*0.3

芯片 9*9*0.7

焊球半径 0.15

焊球深入焊板深度 0.02

采用的芯片类型：电源管理芯片，热耗散功率较小（ 0.1W ）；180 个 I/O 端口；焊球节距 0.5mm 。

1.2 RCP 封装模型材料参数

各部分名称 热导 [W/m*K]

密度 [kg/m3] 热容 [J/kg*K] 其他

FR-4 板 17 9920 369  

再分布层 150 2200 0.745  

塑封材料 2.1 1660 1672  

硅片 163 2330 703  

焊球 64 7300 221.15  

空气 0.02227 1.2 1010

1.3 拟建立的 RCP 模型 如右图是已经建立好的并仿真出一些数据的 RCP 模型，但是由于空气和风速的（主要是边界条件的设定）影响使该模型的仿真会出现偏离实际的情况，希望将此模型置于一个的空间内，使得该空间充满空气。

1.3 拟建立的 RCP 模型 空间的构想如右图，此空间的尺寸为：20mmx20mmx3mm，将已经建立好的模型置于空气空间中，设置气流入口（ inlet ）和气流出口（ outlet ），设置此空间的边界条件对内部仿真的影响较小，可以使得仿真更加精确。 目前该步骤正在建立中，还有一些问题需要解决。

2.1 上次报告问题解决 1. 芯片与 PCB 板的温差小 经过查阅资料，以及 comsol 自带的仿真模型，发热功率 1W 的芯片在自然对流时芯片与基板的温差大约为 4K 到 5K 。 以前建立的模型发热功率为 0.1W ，而两个节点之间的温差等于热源的热功耗与节点间的热阻之积。因此功耗越低，在相同的条件下，温差越小。

2.2 上次报告问题解决2. 关于锡银铜合金（模型中采用的是 SAC305 ）的导热系数

上次报告中提到所用焊料 SAC305 导热系数较低的原因是，在这种型号的焊料中合金中，银仅占 3 ％，铜仅占 0.5 ％。因此，在焊料合金中，对合金导热系数的影响，锡的影响比较大。 另一方面，在构成合金后，不同金属电子的一致性不同，对导电和导热都会产生影响。在构成合金后，合金的导热性能往往低于纯金属的导热性能。

金属 银 铜 锡 锡银铜合金导热系数W/（ m·K ）

429 409 67 64

各金属和合金的具体参数见下表：

2.3 上次报告问题解决 3. 上次报告提到的由右图看出芯片层、焊球层、基板的温度不是渐变的。 其实这是由于右图给出的并非一个剖面图，仅是一个侧面图，侧面上模型各位置不相连接，所以会呈现温度不渐变的现象。

2.3 上次报告问题解决 右图是截取 x 的坐标为 4.25mm 时 yz 平面上的一幅剖面图（切过焊球），可以看出温度渐变，热量由硅片热源经过焊球导入基板。

4. 未来的工作 1. 未来希望用 3 到 4 周的时间参考实例，将新的模型建好，并仿真出新的数据。 2. 写作开题报告。

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