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- ELETTRONICA OGGI 431 - OTTOBRE 2013
EDA/SW/T&M
THERMAL
Progettazione e test
sui circuiti integrati 2,5D e 3D
D
a tempo si cerca di realizzare i circuiti integrati
tridimensionali, ma i problemi termici dovuti alla
sovrapposizione dei semiconduttori che tipicamente
lavorano fra 100 e 200 °C sono sempre troppo comples-
si per essere risolti a basso costo ed è perciò che l’idea
è stata continuamente e indefinitamente rimandata. In
pratica, ogni giunzione tende a portarsi alla tempera-
tura che le permette di essere in equilibrio termico sia
con i materiali semiconduttori e metallici che le stanno
attorno nel substrato e nel resto del circuito sia con i
materiali compositi che le stanno sopra e che formano
il package. Applicando potenza elettrica la giunzione
può rimanere in equilibrio termico e non aumentare la
sua temperatura fino al punto di rottura solo se riesce
a dissipare tutto il calore generato e ciò significa che
deve avere la possibilità di disfarsi di almeno un centi-
naio di °C. Le due modalità che le sono concesse sono
la conduzione verso i metalli e i semiconduttori attigui
e verso la superficie del contenitore che la sovrasta e
poi la convezione fra la parte alta del package e l’am-
biente esterno. Quest’ultima modalità è la più impor-
tante e attorno alla decina di Watt costringe all’uso dei
dissipatori o alla ventilazione forzata, ma se la potenza
elettrica rimane vicino a un Watt è sufficiente il contatto
della superficie con l’esterno per far uscire abbastanza
calore e mantenere la temperatura al livello prescritto
dal costruttore. Privando i componenti di questa possi-
bilità l’efficienza di dissipazione si riduce di un ordine
Lucio Pellizzari
Sono già pronti i tool che consentono di simulare il
comportamento termico dei sistemi multi-die ossia
composti da circuiti-sul-silicio strutturati anche in
verticale
Fig. 1 – Schema esemplificativo dei sistemi 2,5D e 3D composti da due circuiti integrati che comunicano grazie ai TSV
