Una técnica de prueba basada en vibraciones para evaluar la vida a fatiga de alto ciclo de las capas de interfaz térmica utilizadas en la industria electrónica
Autores: Fezai, Alaa; Sharma, Anuj; Müller-Hirsch, Wolfgang; Zimmermann, André
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una técnica de prueba basada en vibraciones para evaluar la vida a fatiga de alto ciclo de las capas de interfaz térmica utilizadas en la industria electrónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Método de prueba
Vida útil por fatiga
Capa de interfaz térmica
Prueba basada en vibraciones
Frecuencia modal
Fatiga basada en deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolla un método de prueba para evaluar la vida útil por fatiga basada en la aceleración y la deformación de una capa de interfaz térmica en el régimen de fatiga de alta ciclo. La metodología adopta pruebas de fatiga basadas en vibraciones, donde vigas unidas adhesivamente se excitan a su frecuencia resonante bajo carga de amplitud variable utilizando un agitador electrodinámico. El fallo por fatiga se monitorea a través de cambios en la frecuencia modal y el amortiguamiento modal. Los hallazgos clave incluyen la identificación de un cambio de frecuencia del 4% como criterio de fallo, correspondiente a la macro-delaminación. El grosor del material de interfaz térmica influye en la vida útil por fatiga basada en la aceleración, disminuyendo en un factor de 0.2 cuando se reduce de 0.3 mm a 0.15 mm y aumentando en 5.5 cuando se incrementa a 0.5 mm. La calidad de la superficie tiene un impacto significativo tanto en las curvas de fatiga basadas en la aceleración como en las basadas en la deformación. Las vigas de especímenes de aleación de aluminio-magnesio grabados químicamente exhiben un aumento de siete veces en la vida útil por fatiga en comparación con vigas de placas de circuito impreso no tratadas. La vida útil por fatiga basada en la deformación aumenta con la temperatura, con una reducción de 0.2 a gradosC y un aumento de ocho veces a gradosC en relación con gradosC. La primera deformación principal se valida como un parámetro local de daño confiable, caracterizando efectivamente el comportamiento de fatiga a través de diferentes grosores de TIM.
Descripción
Se desarrolla un método de prueba para evaluar la vida útil por fatiga basada en la aceleración y la deformación de una capa de interfaz térmica en el régimen de fatiga de alta ciclo. La metodología adopta pruebas de fatiga basadas en vibraciones, donde vigas unidas adhesivamente se excitan a su frecuencia resonante bajo carga de amplitud variable utilizando un agitador electrodinámico. El fallo por fatiga se monitorea a través de cambios en la frecuencia modal y el amortiguamiento modal. Los hallazgos clave incluyen la identificación de un cambio de frecuencia del 4% como criterio de fallo, correspondiente a la macro-delaminación. El grosor del material de interfaz térmica influye en la vida útil por fatiga basada en la aceleración, disminuyendo en un factor de 0.2 cuando se reduce de 0.3 mm a 0.15 mm y aumentando en 5.5 cuando se incrementa a 0.5 mm. La calidad de la superficie tiene un impacto significativo tanto en las curvas de fatiga basadas en la aceleración como en las basadas en la deformación. Las vigas de especímenes de aleación de aluminio-magnesio grabados químicamente exhiben un aumento de siete veces en la vida útil por fatiga en comparación con vigas de placas de circuito impreso no tratadas. La vida útil por fatiga basada en la deformación aumenta con la temperatura, con una reducción de 0.2 a gradosC y un aumento de ocho veces a gradosC en relación con gradosC. La primera deformación principal se valida como un parámetro local de daño confiable, caracterizando efectivamente el comportamiento de fatiga a través de diferentes grosores de TIM.