«Исследование физических свойств твердых тел», методические указания к лабораторным работам, страница 9

В заключение отметим, что формула, подобная (17) была впервые предложена для металлов Грюнайзеном и имела вид

                                               ,                                      (20)

где н – коэффициент сжимаемости металла; V – атомный объем; γ – постоянная Грюнайзена, колеблющаяся для разных металлов от 1,5 до 2,5 и только для стёкол с большим содержанием SiO₂  
γ < 1.

Согласно второму уравнению Грюнайзена при увеличении температуры от абсолютного нуля до температуры плавления объема чистых металлов увеличивается примерно на 6%. Это увеличение объема для легкоплавких материалов распределено на малом интервале температур, а для тугоплавких – на большом. Поэтому у тугоплавких металлов коэффициент линейного расширения меньше, чем у легкоплавких.

2.2. Задание №2

Освоить методику расчёта термических напряжений спая металл-стекло, изучить последствия возникновения этих напряжений. Ознакомиться со стёклами, металлами и сплавами, применяемыми в микроэлектронике и их свойствами.

Методические указания по выполнению
второго задания.

Для выполнения задания следует проработать материал /2,с.115-121;121-124/

На практике очень часто приходится сталкиваться с использованием спаев металл-стекло. Например, для защиты микросхем от воздействия окружающей среды их устанавливают с использованием спая металла со стеклом, который затем герметизируется. При этом электрические вводы осуществляются с использованием спая металла со стеклом, который также должен быть герметичным. При охлаждении полученного спая ниже температуры стеклования в нем развиваются термические напряжения, возникающие из-за разности коэффициентов термического расширения стекла и металла. Следует обратить особое внимание на то, что напряжение растут именно от температуры перехода стекла в стеклообразное твердое состояние (температура стеклования) и присутствуют во всем температурном диапазоне ниже этой температуры.

Термические напряжения могут вывести прибор из строя в результате растрескивания стекла в месте спая или разрыва проводника. Напряжение на границе раздел металл-стекло определяется из выражения