Детальная информация

В настоящее время подход к созданию электронной компонентной базы с высокой степенью интеграции на основе трехмерных многокристальных микросистем интенсивно развивается и реализуется в таких направлениях, как многоуровневая упаковка корпусированных микросхем, бескорпусных микросхем и полупроводниковых структур. Данный подход заключается в штабелировании набора кристаллов в трехмерные многокристальные модули и имеет ряд преимуществ по сравнению с двумерными конструкциями за счет большей функциональной плотности и эффективности размещения и монтажа компонентов. В работе проведены исследования многокристальных микросистем при различных воздействующих факторах. Показано существенное влияние физико-механических свойств материалов и конструктивно-технологических решений на прочность изделий. Установлено, что обеспечение надежности создаваемой электронной компонентной базы, направленное на уменьшение числа отказов и повреждений, повышение устойчивости к механическим, температурным и другим воздействиям, достигается при соблюдении комплекса выработанных научно-технических рекомендаций. Проведен рациональный подбор материалов для многокристальных микросистем на основе модульной трехмерной интеграции кристаллов. Выработан критерий оценки долговечности проводников с учетом линейного упрочнения материала и пластической деформации в цикле нагружения. Комплексный инженерный расчет с проведением моделирования на основе метода конечных элементов позволяет учесть совокупность конструктивных, технологических и эксплуатационных аспектов разработки электронной компонентной базы, сократить число ошибок при проектировании, найти рациональные технические решения. Моделирование обеспечивает поиск вариантов равномерного распределения нагрузки на элементы и соединения изделий, уменьшения изгибных, крутильных, температурных и монтажных деформаций, уравновешивания инерционных нагрузок, повышения запасов прочности и выносливости материалов и соединений.

The approach to highly-integrated electronic component base development based on three-dimensional (3D) multichip microsystems is currently intensely progressing and implementing in such directions as multilevel packaging of packaged microchips, unpackaged microchips and semiconductor structures. The given approach consists in stacking up chip set in 3D multichip modules and has a variety of advantages compared with 2D-constructions due to higher functional density and efficiency of chip placement and mounting. In this work, researches of multichip microsystems on exposure to various action factors are carried out. The significant impact of materials’ physical mechanical properties and structural-and-technological solutions on product strength was shown. It has been established that ensuring the reliability of electronic component base under formation, targeted at reducing the number of failures and damage and increasing resistance to mechanical, temperature and other actions is assured by observing a set of developed scientific and technical recommendations. A criterion of conductor durability evaluation with account for linear hardening of the material and plastic strain in loading cycle has been elaborated. A comprehensive engineering calculation with simulation based on the finite-element method allows considering the totality of structural, technological and operational aspects of the electronic component base development, reducing the number of design errors, and finding rational technical solutions. Simulation provides a search for options for uniform load distribution on product elements and joints, reduction of bending, torsional, temperature and mounting deformations, inertial loads balance, and increase in strength and endurance of materials and joints.