刘鸿瑾，李亚妮，刘 群，张建锋

（1.北京控制工程研究所，北京 100080；2.北京轩宇空间科技有限公司，北京 100080）

1 引言

系统级封装（System in Package，SiP）是指在一个封装体中集成一个系统。这个系统通常需要封装多个芯片并能够独立完成特定的任务，如集成了CPU、DRAM、Flash等多个IC芯片的系统级封装。现在电子产品的小型化需求已经覆盖了军用产品、航天器件、工业产品和消费类产品，SiP以其尺寸小、速度快、成本低等显著优势迅速成长为主流封装技术。随着系统集成度的不断提高，封装体内热流密度增大，SiP的热可靠性研究变得极其重要。为了保证SiP器件正常工作，每个子芯片都有最大允许结温，任一子芯片失效，都有可能导致整个系统“失灵”或“瘫痪”，因此，如何对每个子芯片进行准确的结温预测是至关重要的。

现有技术中采用的结温预测方法多采用平均热阻来进行，未考虑SiP中每个子芯片的功率分配和变化，对于功率差异较大的SiP中结温较大的子芯片容易出现严重低估的情况，这无疑会带来严重的危害[1]。

作为衡量封装模块散热能力的重要参数，热阻分析是热可靠性研究的基础[2]。为解决上述问题，本文以集成了FPGA、PROM、AD、DA的塑封SiP模块为研究对象，用热阻矩阵表示其散热性能，为芯片用户提供了一种不同温度不同功耗下封装体内部各芯片结温的快速预测方法。

2 热阻介绍

封装的散热特性一般用热阻的概念来衡量，热阻表示介质吸收1 W热量后该传热路径上介质的温升，单位为K/W或℃/W。对于单芯片封装，热阻的定义如式（1）所示：