jyx123321的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jyx123321 高分子材料/复合材料/物理凝胶 山东大学材料科学与工程学院教授

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损伤容限-集成芯片和复合材料层合板的差异化要求

已有 1025 次阅读 2022-8-18 11:16 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述

损伤容限的百度百科定义是:损伤容限(damage tolerance)是一种较新的结构设计理论。该理论假设,任何结构材料内部都有来自加工及使用过程的缺陷,而设计者的任务是利用各种损伤理论(如断裂力学)以及给定的外载荷,确定这些缺陷的扩展速度以及结构的剩余强度。对于经受变化载荷的结构,如飞机、轮船、车辆等,损伤容限设计要结合无损探伤技术和疲劳理论,提供结构的检验期限,以保证结构中存在的裂纹在该期限内不会扩展为临界裂纹。网页链接:https://baike.baidu.com/item/%E6%8D%9F%E4%BC%A4%E5%AE%B9%E9%99%90/1963693?fr=aladdin

复合材料层合板理所当然也有损伤容限的概念。通常情况下复合材料层合板在使役过程中缺乏有效的在线实时监测手段,因此为了追求结构安全性就不得不放大损伤容限值,有时就出现了复合材料层合板的引入不但未能减重反而使得整个系统增重的后果,更不要提材料成本和制造成本及维护成本的显著增加了。

在芯片领域,热-力损伤的后果会直接在芯片的使役功能及状态上体现出来,即芯片的实际使役功能及状态就是芯片热-力损伤(包含损伤类型及其程度)的在线实时传感和检测方法,这是传统的复合材料层合板所不具备的鲜明特点,可谓新挑战。因此,2.5D/3D等集成芯片的热-力状态必须被精细地控制,这就需要以宏观尺度和细观尺度有限元模拟贯通的多物理场耦合方法开展精细的数值分析、以氢氟酸蚀刻的细径且短栅区长度的光纤光栅传感器开展在线实时监测,且实现两者的协同增效,从而优化2.5D/3D等集成芯片的设计、制造和封装工艺。

“危”中有“机”,2.5D/3D等集成芯片的发展也许能推动损伤容限理论的精益化,从而促进复合材料层合板的精益设计和应有效益的彰显!

欢迎大家多提宝贵意见,集思广益!




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