CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是 SMT焊点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中 ,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效。以 CCGA焊点为例 ,利用 CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果 ,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型 ,从而建立了 CCGA焊点可靠性分析模型 ,采用三维有限元方法分析了 CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。在此基础上 ,对 CCGA焊点疲劳寿命进行了计算     

CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化

通过对 CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析 ,得出了 CCGA焊点形态主要参数与热疲劳寿命之间的关系表达式。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式 ,采用优化程序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化 ,得到了优化后的焊点形态参数。     

CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化

通过对CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析，得出了CCGA焊点形态主要参数与热疲劳寿命之间的关系表达式。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式，采用优化程序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化，得到了优化后的焊点形态参数。     

电连接器激光软钎焊焊点的热疲劳寿命预测

通过建立Micro-USB电连接器有限元模型，采用Anand统一性本构方程描述焊点在循环温度载荷作用下的力学行为；借助ANSYS软件分析模拟焊点应力应变分布和变化情况；运用基于塑性应变的Coffin-Manson方程，计算激光软钎焊焊点在热循环温度作用下的热疲劳寿命。结果表明，电连接器激光软钎焊焊点在热循环作用下，最大应力应变位于中间部位的焊点与金属Pin相互接触处，其疲劳寿命最低，为1 146次，从而确定易发生失效的危险部位。该结论可为电连接器的设计、制作和测试提供理论依据。     

陶瓷球栅阵列封装热致疲劳寿命分析

建立改进的整体与局部(global/local)相结合的有限元模型,并用模型对FF1152(1152-Ball Flip-Chip Fine-Pitch BGA)中的复合焊点用有限元软件MARC进行应力应变以及塑性功累积分析,确定了最危险焊点位置;同时根据以上分析结果,采用Darveaux等人提出的塑性能量累积方程,在循环温度0～100 ℃的加速失效条件下,预测危险焊点的热疲劳寿命,所得结果与国外相关文献数据相一致.首次利用Nastran软件的优化功能和手动拟合相结合的方法确定等效焊点的等效参数,与真实焊点的比较结果显示,等效的结果总体误差为3.01%,表明改进的三维有限元模型是非常准确而有效的分析模型,并可以用来方便地分析不同类型的SMT封装.     

塑封球栅阵列焊点在温度循环下可靠性数值模拟

根据实际封装器件建立了三维有限元分析模型,模拟了PBGA焊点在温度循环载荷下的蠕变应变,比较了95.5Sn-3.8Ag-0.7Cu和63Sn-37Pb两种焊料形成的焊点在温度循环下的蠕变情况,预测了焊点在温度循环下的疲劳寿命,评价了两种焊点在温度循环条件下的可靠性.结果表明,两种焊点相比较,63Sn-37Pb焊点在循环中的蠕变现象更为显著,95.5Sn-3.8Ag- 0.7Cu焊点的疲劳寿命更长,可靠性更高.     

基于AutoCAD的SMT焊点三维形态数据处理技术

针对SMT焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型不统一的现象,在利用VBA技术对AutoCAD进行二次开发和对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态有限元数据进行分析的基础上,对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态模型到ANSYS实体模型的转换方法进行了研究。编制了模型转换程序,并以218节点PBGA焊点三维形态预测模型为例,进行了应用实例转换,得到了较为满意的转换结果。模型的成功转换,实现了焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型的统一,推进了SMT焊点形态预测的实用化进程。     

基于AutoCAD的SMT焊点三维形态数据处理技术

针对SMT焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型不统一的现象，在利用VBA技术对AutoCAD进行二次开发和对Surface Evolver软件预测的焊点三维形态有限元数据进行分析的基础上，对Surface Evolver软件预测的焊点三维形态模型到ANSYS实体模型的转换方法进行了研究。编制了模型转换程序，并以218节点PBGA焊点三维形态预测模型为例，进行了应用实例转换，得到了较为满意的转换结果。模型的成功转换，实现了焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型的统一，推进了SMT焊点形态预测的实用化进程。     

PBGA焊点形态参数对热疲劳寿命的影响

焊点形态参数直接影响ＳＭＴ焊点的可靠性,为了建立ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命的关系,利用ＢＧＡ焊点成形软件得到焊点形态,采用ＰＢＧＡ阵列数学分析与关键焊点非线性有限元分析相结合的方法得到关键焊点内的最大总应变值,利用热疲劳寿命计算公式得到焊点的热疲劳寿命。通过分析和数据处理得到ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命之间的关系曲线,并总结出焊点形态参数对热疲劳寿命的影响规律及它们的关系表达式。     

PBGA无铅焊点应力应变数值模拟及寿命预测

本文对焊点材料为Sn3.8Ag0.7Cu的PBGA封装器件进行了3-维有限元数值模拟.以Aand统一粘塑性本构方程描述无铅焊点的粘塑性行为,研究了在温度循环载荷下焊点阵列等效应力和塑性应变的分布规律,找出了实体模型中最大应力和应变的焊点位置;分析了最大应变焊点的等效应力周期性变化和等效塑性应变累积的动特性曲线;基于Manson-Coffin焊点疲劳寿命模型,对关键焊点进行了寿命预测,疲劳寿命值为3.851×103循环周期.     

PBGA焊点形态成形和可靠性CAD研究

焊点可靠性是ＳＭＴ产品的生命,焊点形态几形态参数与焊点可靠性直接相关。通过以ＰＢＧＡ焊点形态成形ＣＡＤ和焊点热疲劳寿命可靠性ＣＡＤ研究为例,包括成形建模、形态预测、模型转换、应力就变分析、热疲劳寿命计算以及热疲劳寿命与焊点形态之间的关系建立等步骤,提出ＳＭＴ焊点形态成形ＣＡＤ和可靠性ＣＡＤ一体化的优化设计思想,并对其实现方法进行了分析研究,给出了具体实现步骤和研究结果。     

SnAgCu-nano Al钎料Anand本构关系及焊点可靠性

研究了含纳米0.1 wt.%Al颗粒SnAgCu无铅钎料Anand本构关系,将本构关系应用于有限元模拟,分析FCBGA器件SnAgCu-nano Al焊点的应力-应变响应。结果表明,在不同的温度和应变速率的条件下,可以采用非线性数据拟合方法得到SnAgCu-nano Al钎料的Anand本构方程的9个参数值。结合Anand本构模型,采用有限元法计算焊点应力-应变,发现FCBGA器件SnAgCu-nano Al焊点应力-应变分布和焊点阵列有明显的关系,最大的应力-应变集中于拐角焊点;SnAgCu-nano Al焊点的应力-应变值明显低于SnAgCu焊点,证明纳米Al可以提高SnAgCu焊点的可靠性。     

16MnR轴对称三维应力状态下高温低周疲劳寿命评价

通过对 1 6MnR带缺口的圆柱试样的轴对称三维应力状态下高温低周疲劳试验 ,并应用NHRDS有限元程序进行了缺口附近轴对称问题的循环应力、应变分析计算 ,得出了各试样危险点的应力、应变分量值和当量应力、当量应变值。基于当量概念这一基本准则 ,分析材料疲劳过程的能量损耗 ,利用当量塑性应变能密度评价了该材料轴对称三维应力状态下不同应变速率下的疲劳寿命 ,并在此基础上分析了应变速率对疲劳寿命的影响。试验结果表明 ,该材料轴对称三维应力状态下高温低周疲劳寿命用当量塑性应变能密度来表征是可行的 ,应变速率对疲劳寿命的影响可以通过将疲劳寿命评价公式中的材料常数用应变速率的函数来表示的方法得以定量的体现。     

超精密切削切屑形成过程的三维有限元仿真

基于大变形有限元理论,建立了超精密切削的三维有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了超精密切削切屑形成过程的三维仿真．并对正交直角切削和斜角切削切屑的形成过程进行了比较深入的分析研究．结果表明：在同样切削条件下,斜角切削过程中产生的切削热、塑性应变和等效应力小于正交直角切削时产生的切削热、塑性应变和等效应力．     

基于径向基函数神经网络响应面法的装载机动臂疲劳可靠性

采用解析法与有限元软件ANSYS相结合的方法对装载机的工作过程进行计算,根据雨流法建立工作过程中装载机动臂的应力及应变的时间历程,通过局部应力应变分析得到结构的疲劳寿命。运用神经网络响应面来拟合结构的极限状态函数及其偏导数,利用可靠度理论分析了装载机动臂的疲劳寿命可靠性。     

热振加载条件下电子封装结构的疲劳寿命分析

以包括塑料球栅阵列封装和单电源电平转换芯片封装结构的某基板为研究对象,为了计算其在热振耦合加载条件下的疲劳寿命,基于递增损伤叠加法提出了一种改进的热振耦合载荷作用下的疲劳寿命计算方法。该方法应用Anand统一粘塑性理论描述焊点材料在热循环加载条件下的力学行为,并基于热循环载荷频率修正后的Coffin-Manson方程计算热循环寿命。计算出不同温度环境中的随机振动损伤,以各温度在热循环载荷中所占的时间分数为权对各个随机振动损伤进行平均,将随机振动平均损伤与热循环损伤进行叠加,得到总损伤,进而得出疲劳寿命。研究结果表明,在一定的热振载荷加载条件下,研究对象的疲劳寿命满足使用要求。     

焊盘尺寸对SMT焊点可靠性的影响

随着电子产品不断的小型化、多功能化以及数字化发展 ,表面组装技术 SMT(Surface MountTechnology)作为一种最新的电子装联技术 ,已经渗透到各个技术领域 ,并且应用日趋普及、广泛。对于电子产品质量的控制和保证也越来越受到人们的重视。其中 ,焊点焊接质量的好坏直接影响着产品的质量优劣。因此分析影响焊接质量的各种因素和探讨如何增强焊点质量的可靠性也就一直得到较多的关注 ,而焊点形态工艺参数是影响焊点可靠性的重要因素之一     

焊盘尺寸对SMT焊点可靠性的影响

随着电子产品不断的小经、多功能化以及数字化发展，表面组装技术SMT（Surface Mount Technology）作为一种最新的电子装联技术，已经渗透到各个技术领域，并且应用日趋普及、广泛。对于电子产品质量的控制和保证也越来越受到人们的重视。其中，焊点焊接质量的好坏直接影响着产品的质量优劣。因此分析影响焊接质量的各种因素和探讨如何增强焊点质量的可靠性也就一直得到较多的关注，则焊点形态工艺参数是影响焊点可靠性的重要因素之一。     

基于最小能量原理的LCCC焊点三维形态建模与预测

基于最小能量原理和焊点形态理论,建立了LCCC器件焊点三维形态预测模型.运用该模型对焊点钎料桥连过程进行了数值模拟.结果表明,钎料体积、间隙高度、焊盘尺寸对LCCC焊点三维形态有显著的影响.在间隙高度为0.03 mm、宽度为0.70 mm、焊盘长度为1.90 mm的条件下,避免焊点产生桥连的临界钎料体积为0.725 mm3.     

基于有限元的波纹钢腹板组合箱梁疲劳损伤分析

针对波纹钢腹板组合箱梁（以下简称箱梁）的抗弯性能进行有限元分析,分析箱梁的静力位移、应力和应变结果,建立箱梁破坏损伤机理并得到应力薄弱点。同时,根据有限元分析结果,进行箱梁局部应力应变分析,得到箱梁不同水平下的疲劳寿命。最后,结合疲劳损伤和疲劳断裂理论进行箱梁的疲劳裂纹扩展行为及破坏过程和寿命预测研究,分析了正弦波疲劳荷载作用下箱梁中的钢腹板、PBL剪力连接件以及钢板翼缘等部件的疲劳裂纹萌生及寿命预测结果与试验结果吻合较好。研究表明：根据美国规范AASHTO2004中C类标准进行工程设计和疲劳寿命估算与试验符合较好,同时采用Palmgren-Miner线性累积损伤疲劳准则能有效地计算变幅疲劳载荷下箱梁的疲劳损伤及断裂破坏过程,为实际工程中箱梁疲劳性能设计提供参考。