17413

17413

بررسي تئوري و تجربي تنش هاي پسماند در مدار مجتمع كامپوزيتي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

بهمن ماه 1395

دكتر محمود مهرداد شكريه

مكانيك

چكيده مدار مجتمع به مجموعه‌اي از مدارهاي الكترونيكي اطلاق مي‌گردد كه با استفاده از مواد نيمه‌رسانا در ابعادي كوچك ساخته مي‌شود. اين قطعات معمولاً از چندلايه مختلف تشكيل‌شده و نوعي كامپوزيت محسوب مي‌شوند كه با توجه به اهميت و ميزان كارايي و همچنين زمان و هزينه‌ي زيادي كه صرف توليد اين قطعات مي‌گردد، تشخيص عوامل مخرب، و يافتن راه¬حلي براي رفع يا كاهش آن‌ها، امري ضروري و مهم به نظر مي‌رسد. يكي از اين عوامل كه نقش عمده‌اي در تخريب اين قطعات ايفا مي‌كند، تنش‌هاي پسماند مي¬باشد. اين تنش¬ها در داخل قطعه محبوس گرديده‌ و درحالي‌كه قطعه تحت هيچ نوع بار خارجي نيست، بخشي از مقاومت آن صرف غلبه بر اين تنش‌ها مي‌گردد. در اين تحقيق، به‌منظور شناخت ميدان تنش پسماند محبوس در اين قطعات، بررسي‌هاي عددي و تجربي صورت گرفته است. ابتدا ميدان تنش پسماند براي دو مدار مجتمع آرايه توپي مشبك و بسته¬ي نازك چهارگوش تخت با شبيه‌سازي عددي تنش‌هاي ماكروسكوپيك به‌دست‌آمده و با توجه به خاصيت ويسكوالاستيك يكي از لايه¬ها، مقايسه-اي بين نتايج عددي حاصل از شبيه¬سازي دو رفتار ويسكوالاستيك و الاستيك، صورت گرفته¬است. در ادامه براي محاسبه¬ي تنش‌هاي پسماند تجربي با توجه به محدوديت‌هاي موجود و ويژگي‌هاي مدار مجتمع آرايه توپي مشبك، روش سوراخ‌كاري مرحله‌اي به‌عنوان روش مناسب براي به دست آوردن تنش‌هاي پسماند تجربي در اين مدار مجتمع انتخاب گرديد. در انتها نيز نتايج تنش‌هاي پسماند به دست¬آمده از ضرايب كاليبراسيون و كرنش¬هاي تجربي با نتايج حاصل از شبيه‌سازي مقايسه گرديدند و با توجه به اين‌كه نتايج تجربي و عددي تطابق مناسبي باهم دارند مي‌توان از نتايج به‌دست‌آمده در شبيه‌سازي عددي براي تشخيص نقاط حساس و تحليل‌هاي تخريب در تحقيق‌هاي بعدي بهره برد يا به عبارتي ديگر نتايج عددي قابل اعتماد مي¬باشند. واژه‌هاي كليدي: مدار مجتمع، تنش پسماند، ماده‌ي ويسكوالاستيك، روش سوراخ‌كاري مرحله‌اي

1396/03/19

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: An Integrated Circuit is a set of electronic circuits on small flat piece of a semiconducting material.These devices are usually made up a composite of different layers. According to their importance and effectiveness and also the time and money that are spent on their production, detection of destructive factors, and finding a solution for removing or reducing them, seem to be necessary and important. One of the factors that plays a major role in the failiure of these products, is residual stress. These stresses are inside the devices and trapped and while the device is not under any type of load, some parts of its resistance spend to overcome these tensions. In this study, to determine the residual stress that are trapped in these devices, numerical and experimental studies have been conducted. At first, residual stress fields of two Integrated Circuit, Ball Grid Array and Thin Quad Flat Package, were obtained by numerical simulation of the macroscopic stress. Then due to the viscoelastic properties of one of the layers, the comparison between numerical results of the simulations of viscoelastic and elastic state, has been done. After this, to calculate the experimental residual stresses beacause of the limitations and characteristics of ball grid array integrated circuit, incremental hole drilling method was selected as a proper method. Finally, the obtained residual stresses results from experimental strains and calibration coefficients were compared with the results of the simulations. As respects that experimental and numerical results are in good agreement with each other so, numerical simulation results can be used to identify sensitive points and failure analysis in future works. Keywords: Integrated Circuit, residual stresse, viscoelastic material, incremental hole drilling method