グレード化されたSiC/Al複合体によるマイクロエレクトロニクスにおける歪み抑制の多次元有限要素分析

科学分野:

• 材料科学
• 機械工学
• マイクロエレクトロニクス パッケージ

背景:

• 高性能のマイクロ電子包装は,急速な熱サイクル中に熱力学的故障を起こす傾向があります.
• 従来の均質な散熱器は,不一致の熱膨張により,ストレス濃度と歪みを示します.

研究 の 目的:

• 適応的な熱膨張マッチングのための新しい機能的にグレードされたSiC/Al複合物を提案し,調査する.
• マイクロ電子包装の熱力学的ストレスと歪みを軽減するために.

主な方法:

• マルチスケール 有限要素解析を用いた.
• 均質な (Cu,Al) 及びグラデント材料の張力-歪み行為と歪みを調査した.
• 熱サイクル下で熱機械結合を分析した.

主要な成果:

• グラデーションのSiC/Al設計はピークの熱的ストレスと最大歪みを大幅に軽減しました.
• 漸進的なCTE移行は,インターフェイスのストレスのジャンプを効果的に軽減しました.
• 極度の熱負荷下での延長されたデバイスの寿命が実証されています.

結論:

• 機能的に分類されたSiC/Al複合材料は,電子包装の周期的な熱安定性のための堅固な解決策を提供します.
• この進歩により 次世代の高密度包装と 電力電子機器が実現します
• 熱管理のための理論的な洞察と実践的な設計ガイドラインを提供します.