Modélisation et simulation multi-physiques pour la fiabilisation des composants électroniques

This thesis work focuses on the evaluation of thermomechanical fatigue of electronic components (BGA and LQFP) and the reliability study with uncertainties material parameters of components. First, the state the art of the major results on the failure mechanisms of the electronic components, used in industry, when subjected to cyclical temperature variations is presented. The failures of these electronic components are analyzed numerically and allowed us to apprehend the degradations of the electronic components. The second part was devoted to finite element simulation (COMSOL Multiphysics) the thermomechanical fatigue model in order to analyses the weld joint behaviour and to study their sensitivity to thermal cycles and to understand precisely the mechanisms that cause the damage to these interfaces. As a result, normative thermal fatigue tests are performed followed by microscopic observations to assess the lifetime of the LQFP components and validate the proposed thermomechanical model. The last part is devoted to determining the reliability of electronic components taking into account uncertainties. The Monte Carlo reference technique and the polynomial chaos technique are used to analyses in terms of precision, time calculation and limits.Ce travail de thèse porte sur l’évaluation de la fatigue thermomécanique des composants électroniques (BGA et LQFP) et l’étude de fiabilité de ces systèmes en tenant en compte des incertitudes des paramètres matériaux. La première partie de ce mémoire présente les résultats majeurs sur les mécanismes de défaillance du composant d électroniques, utilisés dans l’industrie, lorsqu’ils sont soumis à des variations cycliques de température. Les défaillances de ces composants électroniques est analysé numériquement et nous a permis d’appréhender les dégradations qui peuvent apparaître pour dans les composants électroniques.La deuxième partie a été consacrée à la simulation par éléments finis (COMSOL Multiphysics) du modèle de fatigue thermomécanique afin de d’analyser le comportement de joint de soudure et étudier leur sensibilité aux cycles thermique et d’expliquer précisément les mécanismes à l’origine de l’endommagement de ces interfaces. Ainsi, des essais normatifs de fatigue thermique sont effectués suivis des observations microscopiques dans le but d’évaluer la durée de vie des composants LQFP et valider le modèle thermomécanique proposé. La dernière partie de ce mémoire est consacrée à déterminer la fiabilité des composants électroniques en tenant compte des incertitudes. La technique de référence de Monte Carlo et la technique de chaos polynomiaux sont analysées en termes de précision, capacité de calcul et limites