Оценка влагостойкости полых корпусов



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Оценка влагостойкости полых корпусов



При использовании в технологии сборки ИС герметизирующих полимерных органических материалов (пластмассовые и металлополимерные корпуса) возникает необходимость предусмотреть защиту кристаллов от влаги.

Скорость процесса поглощения влаги материалом определяет коэффициент диффузии молекул воды для данного материала Д (м2/с); количество влаги, которое может поглотить полимер в данных климатических условияхопределяет коэффициент растворимости Г (с22); а способность материала пропускать влагу – коэффициент влагопроницаемос-ти В (с). Последний коэффициент характеризует процесс выравнивания концентраций влаги в двух различных объемах, разделенных мембраной из герметизирующего материала и содержащих различную концентрацию влаги в начальный момент времени. Эти коэффициенты взаимосвязаны:

(2.15)

Влагозащита полых корпусов оценивается временем t, за которое давление паров воды внутри корпуса достигнет некоторого критического значения Ркр, при котором наступает отказ. При этом общее время влагозащиты:

, (2.16)

где t0 – время увлажнения материала оболочки,t1 – время натекания влаги во внутренний объем корпуса.

, (2.17)

гдеd – толщина оболочки, м,

Из (2.17) следует, что насыщение материала герметика влагой осуществляется только путем молекулярной диффузии, обычно t0 следует учитывать приd > 0.1мм.

(2.18)

Если внутри полого корпуса уже имеется воздух, который обладает определенной влажностью с парциальным давлением РH, то выражения (2.16 – 2.18) модифицируются:

, (2.19)

где Pкр – критическое давление паров воды внутри полого корпуса, которое задано как 0.95·P0

Исходные данные для расчётов для данного варианта:

1) условия эксплуатации: температура и влажность при данном расчёте напрямую не учитываются. Данные факторы учитывается косвенно через парциальное давление паров воды в воздухе P0, которое составляет 1 Па;

2) парциальное давление паров воды, приводящее к отказу составляет Pкр=0.95·P0;

3) площадь герметизирующей оболочки, через которую молекулы воды диффундируют в корпус составляет S=4·10-6 м2;

4) толщина герметизирующей оболочки составляет: d=3·10-3 м;

5) Материал герметизирующей оболочки – Фторпласт 4, коэффициент диффузии влаги через данный материал составляет: Дк= 8.34·10-13 м2;

6) внутренний объём корпуса, в котором растворяется влага: V=10-7 м3;

7) Влажностные коэффициенты В, Г, Д. Влажностные коэффициенты принимают значения, соответствующее материалу заливки объёма или значения, соответствующие воздуху при отсутствии заливки. В нашем случае, при наличии заливки, материал – Кремний органический эластомер: Вз=8.2·10-15 с; Дз=8.2·10-12 м2; Гз=10-3 с22. При отсутствии заливки влажностные коэффициенты для воздуха равны: ВВ=1.6·10-16 с; ДВ= 2.133·10-11 м2; ГВ= 7.5·10-6 с22.

 

Требуется по соответствующим формулам рассчитать время безотказной работы при следующих условиях:

1) отсутствие влаги внутри корпуса без полимерной заливки в начальный момент времени;

2) внутри корпуса без полимерной заливки в начальный момент времени присутствует влага при парциальном давлении Pн= 0.5·P0;

3) отсутствие влаги внутри корпуса с полимерной заливкой из указанного материала в начальный момент времени;

4) внутри корпуса с полимерной заливкой в начальный момент времени присутствует влага при парциальном давлении Pн= 0.5·P0;

 

1. Расчёт времени безотказной работы микросхемы в корпусе без полимерной заливки при отсутствии влаги в начальный момент времени

По формуле (2.17) рассчитаем время увлажнения материала оболочки:

с

 

 

с

По формуле (2.18) рассчитаем время насыщения полости корпуса влагой:

 

с

По формуле (2.16) рассчитаем время безотказной работы в секундах и в сутках:

 

2. Расчёт времени безотказной работы микросхемы в корпусе без полимерной заливки при наличии влаги в начальный момент времени

Парциальное давление влаги внутри корпуса в начальный момент времени составляет: Pн= 0.5·P0.

с

По формуле (2.19) рассчитаем время безотказной работы в секундах и в сутках:

 

3. Расчёт времени безотказной работы микросхемы в корпусе с полимерной заливкой при отсутствии влаги в начальный момент времени

Время увлажнения материала оболочки будет таким же, как в предыдущем случае:

 

с

По формуле (2.18) рассчитаем время насыщения полости корпуса влагой, подставив в данную формулу влажностные коэффициенты для материала полимерной заливки – кремния органического эластомера:

с

 

 

с

По формуле (2.16) рассчитаем время безотказной работы в секундах и в сутках:

 

4. Расчёт времени безотказной работы микросхемы в корпусе с полимерной заливкой при наличии влаги в начальный момент времени

Парциальное давление влаги внутри корпуса в начальный момент времени составляет: Pн= 0.5·P0.

с

По формуле (2.19) рассчитаем время безотказной работы в секундах и в сутках, подставив в формулу влажностные коэффициенты для материала заливки:

 

 

Выводы по данным расчетов влагозащиты полых корпусов: для защиты кристаллов микросхем в полых корпусах от влаги следует применять полимерную заливку, однако при её применении в большей степени возникает проблема теплоотвода, так как любые полимерные материалы имеют очень низкую теплопроводность. Поэтому здесь стоит сложная задача: защитить кристалл и от перегрева, и от влаги.



Последнее изменение этой страницы: 2016-12-13; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.92.96.236 (0.009 с.)