Details

Данная работа посвящена исследованию закономерностей электротеплового и электромиграционного разрушения сегментированных электродов металлопленочных конденсаторов. Были разработаны лабораторные испытательные установки, а также экспериментальные методики для исследования электротеплового и электромиграционного разрушения сегментированных электродов металлопленочных конденсаторов. Объектами исследования являлись полимерные пленки с сегментированной цинковой металлизацией.Численное моделирование процессов разрушения сегментированных электродов проводилось в программном пакете COMSOL Multiphysics.Ресурсоемкие вычисления выполнялись с использованием суперкомпьютерного центра «Политехнический».Результаты выпускной квалификационной работы:1) Разработана экспериментальная методика для исследования энергетических характеристик электротеплового разрушения сегментированных электродов.2) Разработана численная модель, на основании экспериментальных данных. Результаты, полученные с помощью модели, хорошо согласуются с реальными результатами, полученными в ходе проведения эксперимента. Таким образом можно производить оценку эффективности конденсаторов с помощью данной модели. 3) Установлено во сколько раз увеличивается плотность тока на неровностях границ металлизации сегментов в металлопленочных конденсаторах.4) Определена плотность тока, при которой начинается развитие электромиграционных трещин в соединительных мостиках сегментированных электродов.Результаты выпускной квалификационной работы могут быть использованы при проектирование новых энергоемких типов металлопленочных конденсаторов.

Numerical modeling of segmented electrodes destruction were performed using by COMSOL Multiphysics software. Resource-intensive computing were performed using by computational resources of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University Supercomputing Center. The results of graduate qualification work investigations: 1) The experimental methodology of energy characteristics investigation of segmented electrodes electric heat destruction was developed. 2) Based on experimental results the numerical model of electric heat destruction was developed. The numerical modeling results are in good agreement with experimental data. This numerical model can be used for evaluation of capacitors performance. 3) The increasing degree of current density near metallization boundary in capacitor`s segmented electrodes wasdetermined.4) The current density value when electromigration cracks appear in connecting bridges of segmented electrodes was determined. The results of graduate qualification work may be used in new types of high energy density metal film capacitors designing.