Modélisation de la tenue en fatigue des joints de brasure dans un module de puissance

par Van nhat Le

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Lahouari Benabou et de Victor Etgens.

Soutenue le 14-12-2016

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) (laboratoire) , université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (établissement de préparation de la thèse) et de Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles / LISV (laboratoire) .

Le président du jury était Abdesselam Dahoun.

Le jury était composé de Yasser Alayli, Carl Labergère, Zhidan Sun, Jean-Michel Morelle.

Les rapporteurs étaient Narayanaswami Ranganathan, Hélène Fremont.


  • Résumé

    Cette thèse vise à réaliser des développements théoriques et numériques portant sur le comportement en cyclage thermomécanique de nouveaux alliages de brasure. L’objectif est de proposer une méthodologie de simulation de la fatigue des assemblages électroniques intégrant ce type de brasures. De nombreux modèles semi-empiriques de fatigue existent déjà mais ont montré leurs limites pour une prédiction suffisamment précise de la fiabilité. Il existe donc un besoin d’enrichir les approches existantes par une description des mécanismes de défaillance à l’échelle mésoscopique, en prenant en compte la microstructure fine de l’alliage d’étain. Une formulation décrivant la plasticité cristalline de l’étain et l’endommagement aux joints de grains a donc été développée et intégrée dans un code de calcul pour simuler les mécanismes de déformation dans le joint de brasure.

  • Titre traduit

    Fatigue modeling of solder joints in a power module


  • Résumé

    This thesis aims to carry out theoretical and numerical developments on the thermo-mechanical cyclic behavior of new solder alloys. The objective is to propose a methodology for modeling the fatigue of electronic packages including this type of solders. Several semi-empirical fatigue models already exist, but have shown their limitations for an accurate sufficiently prediction of reliability. Therefore, it requires to enrich the existing approaches by a description of failure mechanisms in the mesoscopic scale, taking into account the fine microstructure of the alloy of tin. A formulation describing the crystal plasticity of tin and the damage of grain boundaries has therefore been developed and integrated in the finite element code for simulating the fracture mechanisms of solder joint.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 17-12-2017


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