Моделирование термомеханических напряжений в кристалле

[skysing 0]

Здравствуйте, честно говоря я сам не понимаю что именно мне нужно сделать, но постараюсь описать.

Собственно нужно смоделировать термомеханические напряжение в кристалле( даже не знаю как правильно описать, т.е. есть медная подложка, припой, Si(кремний) кристалл ), подскажите мне пожалуйста, откуда мне черпать информацию? Какой из ANSYS-ов я должен в принципе использовать? Эту задачу нужно выполнить достаточно быстро, а я даже не представляю с чего мне начинать и именно поэтому прошу у вас помощи :) Боюсь, что читая лишнюю литературу - не разберусь, нужна конкретика ._.

Вообще по итогу мне видимо нужно будет выбрать толщину паяного соединения( припоя ).

Единственный файл с материалом, который мне дали - это небольшая статейка и вот нужная выдержка, где есть основная формула:

"В основе рамки ( основа корпуса )лежит медь или медный сплав, но такие материалы имеют высокий коэффициент термического линейного расширения(КТЛР), поэтому рассогласование по КТЛР приводит к значительным механическим напряжениям в активной структуре полупроводникового прибора, термомеханические напряжения в кристалле, возникающие после его монтажа в корпус, могут достигать уровня 180-240 МПа и определяются выражением:

"

где  max –максимальное напряжение; α1,  α2 –коэффициент линейного расширения кристаллодержателя и кремния; Т-температура пайки;Т0 - температура комнатная; L-линейный размер кристалла; К- безразмерная константа; d- толщина паяного соединения.

Самое главное, что в общем d - толщина паяного соединения и для снижения напряжений требуется увеличивать d._.

Простите за излишнюю тупость, я все еще не понимаю, что я именно должен сделать, видимо должен все это смоделировать, выбрать толщину паяного соединения, получить что-то типо такого:

только это ведь видеоплата с электронными элементами, а у меня подложка с кристаллом( выше описывал, тобишь самый простенький случай для начала )

В общем, прошу пожалуйста, помогите мне понять что я должен делать и как :(

Спасибо большое заранее

Изменено 15 октября 2016 пользователем skysing

[skysing 0]

UP

[piden 2 874]

Ах!

 

честно говоря я сам не понимаю что именно мне нужно сделать .....

помогите мне понять что я должен делать и как

Ну просто прелесть!  

 

Нужно сделать: thermal stress analysis или coupled thermal - structural analysis (это ключевые слова для поиска).

Входные данные:

- механические свойства материалов подложки, припоя, кристалла (модуль Юнга, коэф. Пуассона, коэф. линейного расширения)

- температура плавления припоя

- самая низкая температура при эксплуатации (обычно принимается комнатная)

- геометрия

 

Как:

По ключевым словам можно найти кучу примеров на ютубе, можно нагуглить.

 

В былые добрые времена ансисы включали некоторые примеры в хелп. Но начиная с версии 17 они решили завязать с этой порочной практикой.

Тут на стр. 61 есть пример, правда, посложнее чем требуется ТС. Но суть раскрывает.

Можно и предыдущий с стр. 51 сделать, вреда не будет 

 

thermal stress.rar

 

 

 

 

 

 

[skysing 0]

Ах!

 

Ну просто прелесть!

 

Нужно сделать: thermal stress analysis или coupled thermal - structural analysis (это ключевые слова для поиска).

Входные данные:

- механические свойства материалов подложки, припоя, кристалла (модуль Юнга, коэф. Пуассона, коэф. линейного расширения)

- температура плавления припоя

- самая низкая температура при эксплуатации (обычно принимается комнатная)

- геометрия

 

Как:

По ключевым словам можно найти кучу примеров на ютубе, можно нагуглить.

 

В былые добрые времена ансисы включали некоторые примеры в хелп. Но начиная с версии 17 они решили завязать с этой порочной практикой.

Тут на стр. 61 есть пример, правда, посложнее чем требуется ТС. Но суть раскрывает.

Можно и предыдущий с стр. 51 сделать, вреда не будет 

 

thermal stress.rar

Дружище, спасибо тебе большущее, буду дома - все посмотрю и отпишу, я просто правда не понимал чего от меня хотят, ты хоть объяснил :D

а мне просто нужно скачать ANSYS WORKBENCH?) у меня даже нету его._.

я походу клоун, но ничего не поделаешь D:

P.S. Ansys Mechanical - я понял:D

P.S.S. А какая мне именно версия нужна, может подскажете?( какая лучше/удобнее )

Изменено 16 октября 2016 пользователем skysing

[Shoko 6]

P.S.S. А какая мне именно версия нужна, может подскажете?( какая лучше/удобнее )

 

Обычно с каждой новой версией добавляются какие-нибудь новые возможности и улучшается интерфейс.. Хоть я не копался в температурных расчетах, поэтому не знаю как там дела обстоят. Но по моему мнению лучше самую последнюю версию. Правда 17 версия уже без встроенных примеров, как отметил piden.

[soklakov 1 475]

честно говоря я сам не понимаю что именно мне нужно сделать

Это не так.

мне видимо нужно будет выбрать толщину паяного соединения

Сосредоточьтесь на этой мысли.

 

Самое главное, что в общем d - толщина паяного соединения и для снижения напряжений требуется увеличивать d

Назначьте d максимально большим, который позволят другие технологические соображения.

 

Тогда получится

выполнить достаточно быстро

 

 

И без всяких расчетов.

[skysing 0]

Это не так.

 

 

Сосредоточьтесь на этой мысли.

 

 

 

Назначьте d максимально большим, который позволят другие технологические соображения.

 

Тогда получится

 

 

 

 

И без всяких расчетов.

Я по tutorial'у от piden минимально разобрался) в любом случае мне нужно моделировать процесс, все-таки даже дело не совсем в толщине, а в том, что я должен все это "графически" показать.

Не совсем правда понимаю, по туториалу я загружал уже готовую печатную плату, а вот если мне нужно самому построить все по своему примеру( подложка, кристалл, припой ) - я это могу все задать как-то в АНСИСе?

Что-то гуглю, гуглю, да не могу найти ничего толкового._.

P.S. Спасибо за помощь :)

[soklakov 1 475]

я это могу все задать как-то в АНСИСе?

У Ansys два CAD'а в составе: SpaceClaim  и DesignModeler. Выбирайте какой понравится. Или любой другой сторонний, в котором привыкли работать.