Thermal Performance Analysis of Carbon Materials Based TSV in Three Dimensional Integrated Circuits

材料科学 三维集成电路 热导率 通过硅通孔 集成电路 散热片 热的 工作(物理) 复合材料 机械工程 电子工程 光电子学 工程类 热力学 物理
作者
Peng Xu,Huan Huang,Bing-Qi Zhang,Zhenghua Tang
出处
期刊:IEEE Access [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11: 75285-75294
标识
DOI:10.1109/access.2023.3297222
摘要

This paper applies the carbon materials (i.e., SWCNT, MWCNT, and GNR) as new prospective filler materials of through silicon vias (TSV) for replacing the conventional copper (Cu) to improve the thermal performance of three-dimensional integrated circuits (3-D ICs). The thermal performance of 3-D ICs with integrated TSVs is investigated and the corresponding numerical calculation model is established in this work. Moreover, the thermal performance of 3-D ICs with integrated carbon materials based TSV is investigated by applying our proposed numerical calculation model. The calculation results illustrate that the 3D-ICs with integrated SWCNT based TSV have a greater thermal performance, as compared with the 3-D ICs integrated other materials (i.e., MWCNT, GNR, and Cu) based TSV. Furthermore, it is also manifested that the temperature of die layer in 3-D ICs can be reduced by increasing the thermal conductivity of package and heat sink, by increasing the radius of TSV and decreasing the spacing between TSV. In addition, it is found that the results of our proposed numerical calculation model are fairly consistent with COMSOL simulation and the maximum relative error for them is not exceeding 2%. The proposed new filler materials in this work has many potential applications in improving the heat dissipation performance of 3-D ICs, meanwhile the presented numerical calculation model can provide guidelines for thermal design of 3-D ICs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
灯座发布了新的文献求助10
刚刚
等待黎明完成签到,获得积分10
刚刚
磊磊猪完成签到,获得积分10
1秒前
包容的画板完成签到,获得积分10
1秒前
大力雅柏完成签到,获得积分10
2秒前
丢硬币的小孩完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
BowieHuang应助孤独丹秋采纳,获得10
3秒前
Hightowerliu18完成签到,获得积分0
3秒前
香蕉觅云应助tt采纳,获得10
3秒前
4秒前
夏远行发布了新的文献求助10
4秒前
古药完成签到,获得积分10
5秒前
Jupiter完成签到,获得积分10
5秒前
宁静致远QY完成签到,获得积分10
5秒前
feizao完成签到,获得积分10
5秒前
xc完成签到,获得积分10
6秒前
小羊发布了新的文献求助10
6秒前
宋江他大表哥完成签到,获得积分10
7秒前
田...完成签到,获得积分10
7秒前
刘家诚完成签到 ,获得积分10
7秒前
万能图书馆应助六神曲采纳,获得10
8秒前
桃子完成签到 ,获得积分10
9秒前
快乐小海带完成签到,获得积分10
9秒前
xxy完成签到,获得积分20
10秒前
幸福的蓝血完成签到,获得积分10
10秒前
肥鱼不会飞完成签到,获得积分10
10秒前
AA完成签到 ,获得积分10
10秒前
阿燕完成签到 ,获得积分20
10秒前
灯座发布了新的文献求助10
10秒前
果果完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
风信子完成签到,获得积分10
13秒前
科研废柴完成签到,获得积分10
13秒前
MissMar发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
1281440966完成签到,获得积分10
14秒前
神奇海螺完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5765205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5559522
关于积分的说明 15407703
捐赠科研通 4900027
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636147
邀请新用户注册赠送积分活动 1584368
关于科研通互助平台的介绍 1539610