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Titolo: simulazione FEM

Salve, dovrei fare la seguente simulazione FEM
Ho un dischetto di silicio dello spessore di 300 micron e diametro 10 cm,
che viene messo in un forno a 600gradi, quindi la temperatura del forno
viene alzata a 750 gradi. A questo punto viene depositato sopra di esso uno
strato di nitruro di silicio dello spessore di 250 nanometri. Il tempo
necessario per la deposizione è di un ora.
A questo punto il tutto viene porato alla temperatura di 600 gradi e quindi
il discetto viene estratto dal forno.
A causa della diffente espansione termica ed a causa del modo in cui viene
"fabbricato" il film, questo si trova in uno stato tensile che fa curvare il
substrato di silicio sottostante.
Dovrei fare una simulazione FEM che mi mostri come curva il substrato di
silicio (ed anche il film) e che mi mostri l'andamento dello stress
all'interno del silicio e del film.
Che programma FEM mi consigliate? Strauss 7.0 può andar bene?
Grazie
Andrea

 Che programma FEM mi consigliate? Strauss 7.0 può andar bene?
Dovrebbe andar bene, il piu' e' avere abbastanza cognizioni per riuscire 
a fargli fare quello che vuoi.
Ciao
-- 
Doc Hollywood
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Non penso mai al futuro, viene cosi' presto. (A.Einstein)
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Mhmmmm ... il problema non č per niente banale oltretutto perchč ci sono 
forti fenomeni di mesh ... elementi forse troppo "snelli" guardando le 
dimensioni ...
Su quale software utilizzare credo che come ha affermato DOC Hollywood lo 
Straus vada bene se ne conosci tutti i parametri altrimenti ti consiglierei 
solutori fem un pň piů spinti come ADINA, NASTRAN oppure quelli impiegati in 
campo fisico per lo studio dei plasmi o qualcosa del genere ... non mi viene 
il nome al momento ma permette di simulare qualsiasi cosa.
Il secondo problema, risolto quello del solutore da impiegare, č 
l'interfaccia silicio film ... come la simuli, con elementi disgiunti che 
lavorano con quale legge costitutiva?!? Bel problema, have luck.
Buon Lavoro,
Ciao
M.

 lavorano con quale legge costitutiva?!?
Uhm, temo di non seguirti: cosa intendi con "elementi disgiunti che lavorano
con quale legge costitutiva" ?
In ogni caso mi sto facendo aiutare da degli ing civili, che stanno usando
straus.
Eventualmente, nei prossimi giorni ti posso dare dettagli circa il modello
che hanno realizzato...
Di fatto ottengono che il disco di silicio curva con una curvatura di circa
26m, mentre sperimentalmente ne misuro 10... Ciò che più mi preoccupa è lo
stress: da quel che ho capito, questo tipo si simulazioni simula solo lo
stress termico, che dovrebbe essere dell'ordine di 200MPa, mentre a loro
esce fuori uno stress di circa 0.5MPa...
Per ora non mi spiego come sia possibile che con uno stress così basso
ottengano una curvatura così alta...
Cmq eventualmente nei prossimi giorni vi darò altri dettagli circa il
modello sino ad ora usato.
Grazie
Andrea


Vedi sopra ....
Buon lavoro,
M.


Prova con Tochnog, sono sicuro che lo fa e che tra l'altro è freeware
ed open source. In questo modo puoi anche vedere in dettaglio come lo
fa. Comuqnue,  a me sembra piuttosto un problema di fisica applicata.
jk
Jilani KHALDI
http://jkhaldi.oltrelinux.com

> Che programma FEM mi consigliate? Strauss 7.0 può andar bene?
Ti consiglio Ansys. 

 quant'altro ...
Per ora abbiamo considerato che il modulo sia costante. Eventualmente
potremmo usare valori del modulo che siano funzione della temperatura
(sempre che strauss lo consenta), ma lo possiamo fare solo per il
silicio, per il quale si trovano i valori in letteratura, per il
nitruro non si trova nulla...
Al massimo possiamo fare delle misure con un microindentatore per
determinare young e poisson del nitruro, ma non credo che si possa fare
a temperatura diversa dalla temperatura ambiente...
 
Ciao e  grazie 1000
Andrea

Ne ho ntito parlare ;)
Dici che con strauss non sia realizzabile una simulazione di questo
tipo?
grazie
Andrea

 tipo?
Non conosco strauss. Ad ogni modo a te occorre un software "multiphysic" che 
sia in grado di accoppaire, appunto, diversi fenomeni fisici (risposta 
strutturale, termica, ecc.). Ansys lo consente.
ciao 

a temperatura diversa dalla temperatura ambiente...
Prova a fare una serie di analisi a ritroso ovvero backanalisys ... cioè 
potresti noti E e quant'altro del silicio determinarti per quale valore di E 
del nitruro ottieni stress e deformazioni compatibili con gli aspetti 
sperimentali ... in tal modo puoi verificare successivamente se sono 
realistici i valori che ottieni o meno ... a questo punto poi puoi fare 
tutte le simulaizoni che vuoi ...
Si chiama sorta di taratura dei modelli ...
Ciao


 tutte le simulaizoni che vuoi ...
Si, avevo pensato anche io di fare così, ma temo ci sia qualcosa che
non va nel modello. Attualmente dà un raggio di curvatura di 26m
contro i 10 sperimentali, il che non è male se comparato con i 0,5 MPa
di stress contro i 200MPa che dovrebbe dare...
Quindi la vedo dura avere dei risultati compatibili tra curvatura e
stress modificando semplicemente E ;)
Ciao e grazie
Andrea

stress modificando semplicemente E ;)
E si ritorna al punto di partenza ... le leggi costitutive e i parametri di 
calcolo di Straus ... modificando solamente E era un input per effettuare 
una sensitivity analisys ... mi spiego:
1) sviluppo un modello numerico a n-parametri
2) mi chiedo che influenza abbia un parametro sui risultati complessivi del 
modello;
3) graficizzo il tutto;
4) ritorno in passo 2) cambiando un altro parametro;
5) verifico che peso hanno i singoli parametri e così riesco a capire dove 
agire per far "convergere" sperimentale con numerico.
Io mi porrei questa domanda: Se E=1 cosa ottengo, se E=100 cosa ottengo, se 
E=10000 cosa ottengo, e graficizzo.
Poi per ogni E sopra analizzato (ti consiglio solamente 3 variazioni, 
drescrivi una legge di tipo parabolico e conseguentemente più che 
sufficiente e non lineare) iteri con altro parametro a 3 valori ... in 
questo modo ottieni 9 combinazioni o modelli e verifica quale più si 
avvicina alla soluzione, se non cambia nulla itera con altro parametro e 
vedrai che il numero di modelli aumenta. Genera all'inizio mesh abbastanza 
disperse ma con elementi a più nodi (tecniche di smoothing e polinomi delle 
funzioni forma di ordine superiore) poi una volta centrato il pseudo 
risultato affina la mesh ...
Spero di esserti stato d'aiuto,
Ciao M.
P.S. Se insisti ancora chiedo formalmente di essere inserito almeno tra i 
ringraziamenti della tesi ;-)

 ... E' piena di articoli relativi alla soluzione di problemi numerici ...
Ti ringrazio per il link.
Ho provato a fare delle ricerche anche lì, ma non ho trovato un gran
che,
Solo questo
con "thermal stress fem" ho trovato
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TGJ-4F53N8W-8&_coverDate=09%2F15%2F2005&_alid=340768131&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_qd=1&_cdi=5256&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=e6ecef7bc20da9bbd068baab149cbe47
Questo pare molto interessante
http://www.scirus.com/srsapp/sciruslink?src=iop&url=http%3A%2F%2Fdx.doi.org%2F10.1088%2F0965-0393%2F13%2F6%2F011
con "thin film stress":nulla
con "thin film stress fem":nulla
con "fem  thin film":nulla
con "thermal stress Thin coating":nulla
Non che voglia la pappa pronta, ma non c'è un qualcosa che mostri come
un'analisi di questo tipo nei dettagli? Ovviamente non sto pensando a
qualcosa di specifico per un determinato software, sto cercando
qualcosa di più concettuale ;)
Mi sa che sto chiedendo troppo ;)
Grazie
Andrea

 ringraziamenti della tesi ;-)
Allora mi sa che sarai inserito nei ringraziamenti :)
Ciao e grazie!
Andrea

molto :)
anch'io mi sono divertito molto e mi ha permesso di fare molta esperienza ma 
quando ti scontri con problemi numerici ... qualche croce la devi portare 
...
Per gli articoli non troverai mai niente di specifico ... ovviamente la cosa 
sarà così delicata che più di qualcuno se la tiene stretta nel cassetto ... 
non a caso ci stai facendo una tesi. Il tuo prof. la terrà nascosta per 
chissà quanto tempo e a chissà quante persone la farà fare ... E' solo un 
sistema per permettere di analizzare meglio il problema. Se non esiste 
bibliografia in merito su quei link magari trovi qualcosa ... una frase un 
commento che potrebbe esserti di aiuto.
Ciao M.

Penso tu sia nella strada giusta, vai all'universitą solitamente hanno 
queste riviste e conseguentemente puoi attingere informazioni senza pagare 
le cifre indicate. Noto che le esperienze sono di quest'anno ... nuovi 
orizzonti ... mi sa che non troverai molto ...
Ciao,
M.