高带宽存储器的各向异性热导率
应用物理
2023-04-28 v2
摘要
集成电路（ICs）的热管理对于防止热热点十分重要，而热热点是IC失效的主要原因。在3D集成电路（3D ICs）中，热管理更为关键，因为由于存在低导热率的聚合物和焊料材料，热热点的普遍性预计会增加。理解这些材料的存在如何影响热导率，是开发具有热感知的IC设计所必需的。3{\omega}方法可测量跨越数个数量级的热导率，适用于测量诸如3D ICs等层状结构的热特性。在这项工作中，我们使用具有平面和圆柱热流几何的3{\omega}方法，以确定高带宽存储器（HBM）随机存取存储器（RAM）中存储层以及含聚合物和焊料凸点的层的热导率。我们确定HBM中存储层的面内热导率为140 W/m-K，而聚合物/焊料凸点层的面外热导率为2 W/m-K。结合x射线断层扫描与3-omega测量结果，我们估计整体HBM器件的有效面内热导率为100 W/m-K，而有效面外热导率为7 W/m-K。我们的结果表明，聚合物和焊料金属的存在导致3D IC的面外热导率相较单个IC裸片显著降低。3D IC热性能的改善将需要提高3D IC中所用焊料金属的热导率或增加其接触面积。
引用
@article{arxiv.2303.06785,
title = {Anisotropic thermal conductivity of high bandwidth memory},
author = {Darshan Chalise and David G. Cahill},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.06785},
year = {2023}
}
备注
The x-ray tomography data was assigned a wrong scale bar. Consequently, the lengths of structures used in the analysis was wrong