Phân tích đa vật lý về Điện - Nhiệt - Cơ của Vi kết nối
Số 4(92) 2025
Mạc Văn Giang,
Tạp chí NCKH-ĐH Sao Đỏ
2025/11/26

Bài báo này trình bày phân tích đa vật lý chi tiết về tương tác điện - nhiệt - cơ (ETM) trong vi kết nối 3D bằng đồng và tập trung vào một kịch bản thử nghiệm khắc nghiệt (stress test) nhằm xác định các điểm yếu tiềm ẩn trong thiết kế, thay vì mô phỏng điều kiện vận hành thông thường. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trên phần mềm COMSOL Multiphysics, mô hình được phân tích dưới điện áp 0,2 V, dẫn đến mật độ dòng điện cực đại mang tính gia tốc đạt 6,38.1011 A/m² tại vùng tiết diện hẹp. Kết quả cho thấy hiệu ứng Joule làm nhiệt độ tăng lên đến giá trị tối đa 710 K (437°C) tại khu vực trung tâm trong điều kiện tản nhiệt tự nhiên. Sự tăng nhiệt này gây ra giãn nở nhiệt, tạo ra ứng suất tổng hợp (von Mises) tính toán theo mô hình đàn hồi tuyến tính đạt 7,38.10⁸ N/m² (738 MPa) tại các góc giao. Phân tích này không chỉ xác định các điểm nóng và vùng tập trung ứng suất, nơi có nguy cơ cao xảy ra hỏng hóc do chảy dẻo, mỏi nhiệt hoặc di hành điện/nhiệt mà còn cung cấp cơ sở khoa học để tối ưu hóa thiết kế, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý nhiệt và sử dụng các mô hình vật liệu phi tuyến để nâng cao độ tin cậy cho linh kiện vi điện tử

Phân tích đa vật lý; Điện-Nhiệt-Cơ; Hiệu ứng Joule; Thử nghiệm gia tốc; Ứng suất tổng hợp; Phương pháp phần tử hữu hạn; Vi kết nối; COMSOL Multiphysics
Tải về

 

Các bài báo khác