יישום שיטת עיבוד תמונה למדידת עיבורים תרמו-מכניים ביציקות של מכלולים אלקטרוניים

במכלולי אלקטרוניקה שונים מתבצעות יציקות של אפוקסי לצורך בידוד חשמלי. ליציקת האפוקסי ממשק עם מגוון רכיבים במכלול, כגון דפנות הזיווד המכני, הכרטיס האלקטרוני והרכיבים החשמליים הנמצאים עליו. האפוקסי הנו חומר פולימרי אשר לו מקדם התפשטות תרמית שונה מאוד ממקדמי ההתפשטות של יתר הרכיבים במכלול. בשל כך, תחת עומס תרמי מתפתחים ביציקת האפוקסי מאמצים תרמו-מכניים שגורמים להיווצרות סדקים אשר פוגעים ביכולת הבידוד החשמלי של היציקה. לצורך חיזוי הכשלים הללו ומתן פתרונות בידוד אמינים, משולבות בתכן המכלול אנליזות אלמנטיים סופיים תרמו-מכניות לחישוב המאמצים והעיבורים ביציקת האפוקסי. תיקוף אמפירי של אנליזה כזו מצריך יכולת מדידת מאמצים או עיבורים ביציקה תוך כדי עמיסה תרמית. מדידת עיבורים בפולימרים באמצעות strain-guage מצריכה שימוש בדבק אשר לו קשיחות לא זניחה ביחס ליציקת האפוקסי ולכן מכניס שגיאת מדידה גדולה. בעבודה הנוכחית נעשה שימוש בשיטת עיבוד תמונה מסוג DIC (Digital Image Correlation) למדידת עיבורים ביציקות אפוקסי. בשיטה זו מתבצע צילום של הדגם, ובהתאם לשינויים בין התמונות מתבצע חישוב הזזות ועיבורים. השיטה הנה אופטית ולכן אינה מצריכה התקנת מדידים או מגע עם הדגם במהלך המדידה. כמו כן, מאפשרת קבלת מידע על משטח שלם ולא בנקודה בודדת בלבד. מאידך, מאפשרת מדידה על פני שטח החומר בלבד ולא בתוכו. לבחינת היתכנות של יישום שיטת ה-DIC עבור המכלולים הנ"ל בוצעו ניסויים בדגמים מייצגים המורכבים מתיבת אלומיניום אשר בתוכה יצוק גוף המדמה רכיב אלקטרוני. בניסויים נבחנה היכולת למדוד הזזות ועיבורים תחת העמסה תרמית בדגם השוהה בתוך תא טמפרטורה ומצולם דרך חלון התא. על מנת להעריך את התאמת השיטה עבור היישומים הנדרשים, בוצעו ניסויים השוואתיים בהם נמדדו העיבורים באמצעות מתמרים ייעודיים לחומרים ויסקואלסטיים כגון פולימרים. מתוך תוצאות הניסויים התקבלה התאמה טובה בין המדידה באמצעות DIC לבין מדידת המתמרים. כמו כן, התקבלה התאמה טובה מול תוצאות סימולציה תרמו-מכנית שבוצעה עבור דגם הניסוי. התאמה זו מוכיחה את היתכנות השיטה ככלי לאימות ותיקוף סימולציות תרמו-מכניות לחיזוי כשלים ביציקות של מכלולים אלקטרוניים.









Powered by Eventact EMS