Введение к работе
Дктуальность темы. Эксплуатационные параметры и надёжность электронных вычислительных средств (ЭВС), изготовляемых на основе бескорпусной элементной базы н герметизируемой в полые корпуса, в большой мере определяется составом внутрнкорпусной парогазовой среды и динамикой её изменения в процессе хранения в эксплуатации аппаратуры
Во внутрнкорпусной среде обычно со временем повышаются концентрации паро» воды н других веществ, н это повышение может привести к достижению критических значений, соответствующих отказам изделий. Происходящие процессы связаны с наличием в корпусах достаточно широкой номенклатуры конструкционных материалов, прежде всего, полимерных материалов и полимер содержащих конструктивов (ПСК) на их основе, способных выделять летучие вещества различного химического состава: влагу, остаточные растворители, непрореагировавшие низкомолекулярные вещества, продукты деструкции. Во внутрнкорпусной среде могут оказаться и летучие компоненты технологических материалов — растворителей, фоторезистов, флюсов и др., обладающих повышенной летучестью или низкой нагревостойкостью.
Существенное значение имеет качественный состав летучих веществ, выделяемых ш конструкционных материалов при эксплуатации изделия, он определяется газовыделениями ПСК, входящих в его состав. Выделяющиеся летучие вещества, конденсируясь на элементах конструкций, могут инициировать развитие коррозионных процессов, повьпдатъ токи утечки между различными функциональными элементами и вызывать другие процессы.
Эксплуатация ЭВС в условиях, допускающих конденсацию отдельных компонентов внутрикорпусной парогазовой среды, может быть обеспечена при решении ряда актуальных научно-технических задач, посвященных обоснованию выбора параметров для характеристики блоков, их конструкторско-технологической гроработке, разработке методоа анализа и расчета количественных и качественных характеристик вігутрккорпусной шрогаювой среды, поддержания стабильного состава зтой среды с минимальным содержанием агрессивных компонентов в ней.
Цель работы заключается в поиске и исследовании эффективных конструкгорско-техкологических решений и приемов, которые позволили бы обеспечить стабилизацию микроклимата в корпусах ЭВС и тем самым повысить надёжность её работы. В связи с этим в работе ставились следующие задачи*.
-
Изучение свойств материалов, используемых в производстве ЭВС, с целью выявления генераторов летучих веществ (ГЛВ).
-
Выявление роли конструкционных и вспомогательных полимерных материалов и их растворов, а также ПСК на их основе, как ГЛВ.
-
Разработка механизма физических явлений с целью минимизации массы и состава летучих веществ при термообработке ПСК.
-
Разработка пакета программ и методик по технологической переработке и исследованию полимерных материалов и ПСК.
-
Разработка конструктгано-техдаяогкческих средств по стабилизации микроклимата в корпусах ЭВС неограниченной конструктивной и функциональной сложности.
Научная новизна.
-
Методически поставленная проблема рассматривается как внутренняя сторона сложной проблемы герметизации ЭВС в полых корпусах.
-
Рассмотрением процессов структурирования полимеров и ПСК обоснованы оптимальные режимы их термообработки до максимальной степени отверждения, и, как следствие, до максимального улучшения их свойств.
-
С .' помощью совместных .масс-спектрометрических, газохроматографических в гравиметрических исследований скорректированы существующие режимы термообработки наиболее употребимых в электронной промышленности материалов.
-
Подтверждена согласованность между расчетным и экспериментальным значениями удаления из материалов и ПСК масс летучих веществ для достижения требуемой температуры точки росы Tf по влаге. . './
-
Расчетным путём определены массы закладываемых в ; корпуса влагопоглотнтелей и геттеров, гарантирующих достижение в корпусах требуемой температуры точки росы Тр. ,
. Общая характеристика работы
Актуальность темы. Эксплуатационные параметры и иад2жность электронных вычислительных средств (ЭВС), изготовляемых їй основе бескорпусной элементной базы и герметизируемой в полые корпуса, в большой мере определяется составом внугрикорпусяой парогазовой среды и динамикой её изменения в процессе хранения и эксплуатации аппаратуры.
Во внутрикорпусной среде обычно со временем повышаются концентрации паров воды и других веществ, и это повышение может привести к достижению критических значений, соответствующих отказам изделий. Происходящие процессы связаны с наличием в корпусах достаточно широкой номенклатуры конструкционных материалов, прежде всего, полимерных материалов и поллмерсодержащих конструктивов (ПСК) на их основе, способных выделять летучие вещества различного химического состава: влагу, остаточные растворители, непрореагировавшие низкомолекулярные вещества, продукты деструкции. Во внутрикорпусной среде иогут оказаться н летучие компоненты технологических материалов - растворителей, фоторезистов, флюсов и др., обладающих повышенной летучестью или низкой яагревостойкостью.
Существенное значение имеет качественный состав летучих веществ, выделяемых из конструкционных материалов при эксплуатации изделия, он определяется газовыделениями ПСК, входящих в его состав. Выделяющиеся летучие вещества, конденсируясь на элементах конструкций, могут инишшровать развитие коррозионных процессов, повышать токи утечки между различными функциональными элементами и вызывать другие процессы
Эксплуатация ЭВС в условиях, допускающих конденсацию отдельных компонентов внутрикорпусной парогазовой среды, может быть обеспечена при решении ряда актуальных научно-технических задач, посвященных обоснованию выбора параметров для характеристики блоков, их конструкторско-технологической проработке, разработке методов анализа и расчета количественных и качественных характеристик внутрикорпусной парогашвой среды, поддержания стабильного состава ггой среды с минимальным содержанием агрессивных компонентов в ней
Цель работы заключается в поиске и исследовании эффективных конструкторско-технологических решений и приёмов, которые позволили бы обеспечить стабилизацию микроклимата в корпусах ЭВС и тем самым повысить надёжность её работы. В связи с этим в работе ставились следующие задачи:
-
Изучение свойств материалов, используемых в производстве ЭВС, с целью выявления генераторов летучих веществ (ГЛВ).
-
Выявление роли конструкционных и вспомогательных полимерных материалов и их растворов, а также ПСК на их основе, как ГЛВ.
-
Разработка механизма физических явлений с целью минимизации массы и состава летучих веществ при термообработке ПСК.
-
Разработка шкета программ и методик по технологической переработке и исследованию полимерных материалов и ПСК.
-
Разработка конструктивно-технологических средств по стабилизации микроклимата в корпусах ЭВС неограниченной конструктивной и функциональной сложности
Научная новизна.
-
Методически поставленная проблема рассматривается как внутренняя сторона сложной проблемы герметизации ЭВС в полых корпусах
-
Рассмотрением процессов структурирования полимеров. и ПСК обоснованы оптимальные режимы их термообработки до максимальной степени отверждения, и, как следствие, до максимального улучшения их свойств.
-
С .' помощью совместных масс-спектрометрических, газохромаго графических и гравиметрических. исследований скорректированы существующие режимы термообработки наиболее употребимых в электронной промышленности материалов.
-
Подтверждена согласованность между расчетным и экспериментальным значениями удаления из материалов и ПСК масс летучих веществ для достижения требуемой температуры точки росы Тр по влаге.
-
Расчётным путём определены массы закладываемых в корпуса влагопоглотіггедей и геттеров, гарантирующих достижение в корпусах требуемой температуры точки росы ТР.
Практическаж ценность.
1, Разработан алгоритм расчёта добавок растворителей в вх смесь та мере
испарения ивдиввдуальных растворителей и повышения вязкости в
процессе применения рабочих растворов.
-
Разработан шкет программ н методик по технологической переработке и исследованию полимерных материалов и ПСК.
-
Рассчитаны массы закладьпаекых в корпуса влагопопкптггелей и геттеров, необходимых для поддержания заданной влажности в герметичных корпусах (блоках) ЭВС при наличии внутренних ГЛВ.
4, Даны рекомендации по организации высокоэффективных участков
сборки и герметизации современных и перспективных ЭВС з полых
корпусах,
ІЧЧДИІІЩИ* РТОДЬТЯТОВ рЕботм,
Реализация этих мер приводит к стабилизации микроклимата в полых корпусах современных н перспективных ЭВС, увеличению выхода годных н увеличению надёжности изделий микроэлектроники.'
Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались ка следующих научно-технических конференциях:
Всероссийская межвузовская научно - техническая конференция
студентов н аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 98". М:
МИЭТ, 1998,
Всероссийская - межвузовская научно - техническая конференция
студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 99". М:
МИЭТ, 1999. - Седьмая всероссийская межвузовская научно - техническая конференция
студентов и аспнраіггов "Микроэлектроника и информатика - 2000". М.:
3-я Международная научно-техническая конференция "Электроника и
информатика - XXI век". М.: МГИЭТ, 2000.
Публикации, По матеріалам диссертации опубликовано: 2 статьи и 4 тезисов докладов.
СТРУКТУР з и ofagM работы, Диссертационная работа состоит їй введения, rami rnw. .«-, ,л>очения, списка ліггерггурм m 135 наиліещінатш н Ы приложении
Работа изложена на 181 странице основного текста, содержащего 24 таблицы и 71 рисунок
