Russian Federation
The paper presents the numerical values of the redistribution of temperature for typical structures of chips and transistors. Determined that the transistors can be a temporary loss of working capacity
CAD, chip, transistor
Исследования, проведенные в рамках ряда НИР, позволили рассчитать зависимость температуры активных элементов кристалла от времени и определить ВПР – время, в течение которого температура элементов превышает предельно допустимую по ТУ. Кроме того, полученная информация об изменении температурного поля со временем позволяет рассчитать поля напряжений в структуре изделия, возникающие вследствие различного теплового расширения элементов конструкции.
С использованием справочных данных для конкретных структур изделий был проведен расчет для ряда серий ИМС и транзисторов. Результаты расчета для типовой структуры ИМС и транзистора представлены на рис. 1 и 2. Типовая структура ИМС состояла из слоев: керамики ВК91-1, эвтектики на основе золота, кристалла, воздушной прослойки и крышки с толщинами 0.2, 0.0005, 0.025, 0.004 и 0.01 см соответственно. Типовая структура транзистора состояла из керамики ВБ97-1, золотой фольги, кристалла, воздушной прослойки и крышки с толщинами 0.06, 0.002, 0.006, 0.05 и 0.04 см соответственно. Результаты расчета профиля перераспределения температуры для кристалла, прокладки (эвтектики или золота) и керамики представлены в начальный момент времени и по истечении времени 10-6 с, 10-5 с, 10-4 с и 10-1 с после действия импульса излучения для структуры транзистора и ИМС при одинаковых условиях облучения. Начало координат совпадает с внешней поверхностью кристалла. Исходная температура, при которой изделие находится в рабочем режиме, взята 500С. Начальный профиль распределения температуры в многослойной структуре непосредственно после воздействия излучения определяется с использованием данных и методики расчета, приведенных в [1-4]. Как видно из представленных на рис. 1 и 2 зависимостей, процессы перераспределения тепла в типовой структуре транзистора и ИМС значительно отличаются друг от друга. Этот факт объясняется тем, что в транзисторе толщина кристалла соизмерима с толщиной прокладки – золотой фольги и эвтектики, обладающей наибольшей теплоемкостью из всех структурных слоев, тогда как в структуре ИМС толщина прокладки значительно меньше толщины кристалла. Поэтому в транзисторе масса прокладки значительно превышает массу прокладки в ИМС, что приводит к значительно большей отдаче тепла и, в конечном счете, значительно увеличивает температуру кристалла в структуре транзистора по сравнению с температурой кристалла в структуре ИМС.
1. Zol´nikov, V. K. Model´ pereraspredeleniya temperatury v strukture IMS pri vozdeystvii izlucheniya s bol´shoy stepen´yu pogloshcheniya [Tekst] / V. K. Zol´nikov, N. N. Afonin, O. N. Manukovskiy. Voprosy radioelektroniki. Ser. TPO. - 1991. - Vyp. 1. - S. 51-55.
2. Zol´nikov, V. K. Modelirovanie ionizatsionnykh protsessov v tsifrovykh IMS pri vozdeystvii impul´snogo izlucheniya [Tekst] / V. K. Zol´nikov, N. N. Afonin, O. N. Manukovskiy, V. E. Mezhov, V. V. Skvortsov. Voprosy radioelektroniki. Ser. TPO. - 1991. - Vyp. 1. - S. 73-78.
3. Zol´nikov, V. K. Modelirovanie ionizatsionnykh protsessov v IMS TTL i TTLSh pri vozdeystvii impul´snykh vidov II [Tekst] / V. K. Zol´nikov, E. A. Kuz´min, O. N. Manukovskiy, V. E. Mezhov, M. M. Mikhaylov, V. V. Skvortsov. Spetsial´naya elektronika. Ser. 8. - 1991. - Vyp. 1(37). - S. 23-29.
4. Zol´nikov, V. K. Metod otsenki stoykosti integral´nykh skhem k faktoram I4, I5 [Tekst] / V. K. Zol´nikov, E. A. Kuz´min, O. N. Manukovskiy. Spetsial´naya elektronika. Ser. 8. - 1991. - Vyp. 1(37). - S. 13 - 18.
