Расчет и анализ напряжённо-деформированных и тепловых состояний материалов в изделиях электронной техники

Актуальность исследования
Известно, что различные внешние воздействия приводят к тому, что структура, фазовый состав и дефектная субструктура материалов становятся неоднородными по глубине. Нарушение однородности материалов, путем образования резких переходных слоев, приводит к тому, что на их границах образуются микротрещины. Их наличие приводит к снижению усталостной долговечности, износостойкости, твердости и других характеристик.

Цель исследования
Путём расчёта и анализа напряженно-деформированых состояний определить наиболее подходящий материал для соединения «основание корпуса-кристалл» при сборке ИМС

Задачи исследования
Определить понятие напряженно-деформационных состояний
Проанализировать виды корпусов ИС
Рассчитать и проанализировать напряженно-деформационные состояния
Провести анализ имеющихся образцов

1. ПО ВИДУ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ (ВАХ).
2. ПО СПОСОБУ МОНТАЖА. 3. ПО НАЗНАЧЕНИЮ.
4. ПО СПОСОБУ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (КОНСТРУКТИВНО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРИЗНАКУ).
Классификация изделий ЭКБ
(электронно- компонентной базы)

Корпуса полупроводниковых приборов
Носитель интегральной микросхемы (корпус) служит как бы мос­тиком между миниатюрными близко расположенными контактными площадками микросхем и более крупными соединительными проводниками на печатной плате. Корпус предназначен также для защиты микросхемы от механических и других воздействий деста­билизирующих факторов (температуры, влажности, солнечной ра­диации, пыли, агрессивных химических и биологических сред и др.).

МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КОРПУСАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Методы расчета напряженно-деформированного состояния

Comsol Multiphysics
COMSOL Multiphysics - это мощная интерактивная среда для моделирования и расчетов большинства научных и инженерных задач основанных на дифференциальных уравнениях в частных производных (PDE) методом конечных элементов.

Объекты исследования

Коэффициент линейного теплового расширения
.

Результаты
После расчёта эксперимента в программе COMSOL Multiphysics были получены следующие результаты :
Материал МД30 обладает большим ТКЛР, чем керамика, вследствие чего изгибается «наверх» образуя «яму» посередине.
Материл МД40 обладает ТКЛР меньшим, чем керамика, и изгибается «Вниз» образуя выпуклость посередине
Фланец из Меди подвергается сильному изгибу вниз, вследствие чего, керамика покрывается трещинами и дальнейшая сборка ИС невозможна.