《航天高可靠矽基微系統三維集成技術基礎研究》是依託北京大學，由陳兢擔任負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：航天高可靠矽基微系統三維集成技術基礎研究
- 項目負責人：陳兢
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
TSV三維封裝技術能將不同工藝、不同品種的各類晶片集成為一個高密度微系統，滿足以航天計算機為代表的航天電子系統高性能、小型化、集成化和對高可靠性的迫切要求。本項目針對航天套用環境下TSV的可靠性、三維晶片熱管理方法、TSV轉接板關鍵工藝和高可靠性冗餘通路設計等面臨的新現象和新問題開展研究，將揭示輻照、電遷移和熱機械可靠性間的耦合機制，建立多載荷場及輻照協同作用下的TSV熱機械可靠性模型；基於“火積”耗散新概念傳熱學理論構建三維集成系統熱最佳化指標體系，獲得高度熱異質性微納結構集成系統的熱模型和高效熱仿真方法；開發高可靠、低應力，轉接板成套工藝和設計規則，實現無空洞TSV填充，雙面細密布線和組裝；在此基礎上研究面向航天三維集成的冗餘數據通道熱電一體化設計方法及內建自測試、自修復電路，設計製作面向航天套用的三維集成嵌入式計算機樣機，為國家安全領域的套用奠定基礎。
結題摘要
TSV三維封裝技術能將不同工藝、不同品種的各類晶片集成為一個高密度微系統，滿足以航天計算機為代表的航天電子系統高性能、小型化、集成化和對高可靠性的迫切要求。本項目針對航天套用環境下TSV的可靠性、三維晶片熱管理方法、TSV轉接板關鍵工藝和高可靠性冗餘通路設計等面臨的新現象和新問題開展研究，揭示了輻照、電遷移和熱機械可靠性，建立了多載荷協同作用下的TSV熱機械可靠性分析模型；基於“火積”耗散新概念傳熱學理論構建三維集成系統熱最佳化指標體系，獲得高度熱異質性微納結構集成系統的熱模型和高效熱仿真方法；開展了面向航天套用的高可靠、低應力TSV轉接板成套製備工藝的研究，形成了面向航天套用的高可靠、低應力TSV轉接板成套工藝和設計規則，實現了超薄矽基轉接板的正背面異質凸點晶片組裝；提出了一種能夠修復各種TSV故障的高可靠性雙重冗餘設計方法，能對局域多TSV故障進行整體重構和修復；設計製作了面向航天套用的三層堆疊嵌入式計算機樣機，樣機集成了國產多核處理器、大容量SRAM數據存儲器、ADC轉換器、DAC轉換器、CAN匯流排控制器、UART、定時計數器、SPI控制器，支持JTAG線上調試，支持程式的單步、連續、斷點執行，支持SFR及數據存儲器的讀寫，並對其性能進行測試與評價，樣機功耗＜5W，運行頻率為999.99MHz，體積小，質量輕。項目的實施為發展具有我國自主智慧財產權的航天電子信息裝備產品提供科學方法和技術來源，並為國家安全領域的套用奠定了基礎。
