刚挠背板动力学仿真与焊点可靠性研究

根据通信设备中刚挠背板互联结构,建立了有限元模型。采用两种约束方案,通过模态分析获得其固有频率和振型;通过随机振动分析,获得其应力应变;根据Coffin-Manson经验公式,结合三带技术建立了互联焊点的振动疲劳寿命预测模型,并计算了其疲劳损伤。结果表明:备用状态下互联结构的一阶固有频率为141Hz,工作状态下为988Hz;随机振动负载条件下刚挠结合部位及焊点与刚性背板连接区为应力集中区;对备用状态下互联结构施加z方向激励,焊点的疲劳损伤最大。     

基于正交设计的LTCC基板微流道散热性能研究

建立了微流道低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)基板多芯片组件有限元分析模型并对其进行了热仿真分析。分析了不同微流道结构、微流道直径和流体流速对其散热性能的影响;采用正交设表设计了9种不同结构参数水平组合的多芯片组件模型,获取了9组温度数据并进行了极差分析和方差分析,结果表明:各因素对散热性能影响由大到小的排序依次为:微流道结构、微流道直径和流体流速;在置信度为90%的情况下,微流道结构和微流道直径对微流道散热性具有显著性影响,流体流速对微流道散热性影响不显著。     

SMT焊点形态理论与SMT焊点虚拟成形技术

本文在介绍SMT焊点形态理论和焊点虚拟成形技术基本概念的基础上,论述了该技术在SMT元器件结构设计、SMT产品组装工艺设计和组装质量检测等领域中的应用原理及方法。     

基于再流焊冷却过程应力分析的板极组件BGA焊点参数优化

建立了板级组件BGA（Ball Grid Array）焊点有限元分析模型,对BGA焊点进行了再流焊冷却过程应力仿真分析,设计并完成了验证性实验以验证仿真分析方法的有效性,分析了焊点结构参数和材料变化对焊点再流焊冷却过程应力应变的影响,采用响应面法建立了焊点应力与结构参数的回归方程,结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化.结果表明：实验结果证明了仿真分析的有效性;焊点应力随着焊点高度的增加而增大,随着焊点直径的增加而减小;最优焊点结构参数水平组合为：焊点高度0.44mm、焊点直径0.65mm、焊盘直径0.52mm和焊点间距1.10mm;对该最优焊点仿真验证表明最大应力下降了0.1101MPa.     

基于回归分析和遗传算法的BGA焊点功率载荷热应力分析与优化

建立了球栅阵列BGA（Ball Grid Array）焊点有限元分析模型,选取焊点高度、焊点最大径向尺寸、上焊盘直径和下焊盘直径作为设计变量,以焊点应力作为目标值,采用响应曲面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并建模进行仿真计算,建立了焊点应力与结构参数的回归方程,基于回归方程结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化,获得了焊点应力最小的结构参数最优水平组合.结果表明：对于无铅焊料SAC387,焊点应力随焊点的高度增加而减小,随最大径向尺寸的减小而减小;应力最小的焊点水平组合为：焊点高度0.38mm、最大径向尺寸0.42mm、上焊盘直径0.34mm和下焊盘直径0.35mm;对最优水平组合仿真验证表明优化后焊点最大应力下降了4.66MPa,实现了BGA焊点的结构优化.     

UBM凸点互连结构信号完整性分析

建立了凸点下金属层(under bump metallization,UBM)和凸点互连结构仿真分析模型,基于HFSS软件对其高频条件下的信号完整性进行了研究.得到了UBM凸点互连结构表面电场强度分布,分析了UBM各层厚度及不同材料组合变化对UBM凸点互连结构信号完整性的影响.结果表明,不同信号频率下电场强度在凸点及UBM各层表面分布不均匀,越接近UBM顶端电场强度越大;随信号频率的提高,UBM凸点互连结构的回波损耗增大而插入损耗减小;随镍层厚度、铜层厚度和钛层厚度的增加插入损耗减小;采用Ti-Wu-Au组合UBM凸点互连结构的信号完整性最好,Ti-Cu-Ni组合次之,而Cr-Ni-Au组合最差.     

基于热-结构耦合的叠层金凸点应力分析

建立了叠层金凸点三维有限元分析模型,通过Isight软件对该模型进行了热-结构耦合分析,获取了热-结构耦合条件下叠层金凸点等效应力的分布规律,分析了叠层金凸点结构尺寸变化对应力的影响,通过方差分析获得了下层凸点直径、下层凸点高度、上层凸点直径、上层凸点高度因素对应力影响的显著性.结果表明,最大应力点都出现于远端角落处的凸点,随着凸点高度的增加,最大应力值逐渐减小.在置信度为90%的情况下,下层凸点直径对应力有显著影响,因素显著性排序为,下层凸点直径最大,其次为上层凸点直径,再次为下层凸点高度,最后是上层凸点高度.     

电子组装用无铅焊料发展现状

在电子组装早期用得最多的焊料主要是锡和铅两种元素,尤其是质量百分比为w(Sn)63%和w(Pb)37%的共晶铅锡合金为多数电子产品所采用.大量使用的Sn/Pb合金焊料正是造成污染的重要来源之一.在制造和使用Sn/Pb焊料的过程中,由于熔化温度较高,有大量的铅蒸气逸出,将严重影响操作人员的身体健康.同时焊接互联的常见热疲劳失效与富铅相有关,期望在设计锡基无铅焊料中不含有铅相,从而改善力学性能,强化焊料.介绍了无铅焊料的基本要求、无铅焊料的研究现状、无铅焊料面临的问题:指出无铅焊料及焊接可靠性仍是工业界和学术界研究的热点问题.     

基于改进光照模型由SFS方法重构SMT焊点三维形状技术

在采用SFS方法重构SMT焊点三维形状技术中,由于焊点表面镜面反射而在图像中产生的亮点会影响重构形状,从而降低SMT焊点三维重构精度,为此提出一种改进光照模型,该模型不仅对物体表面漫反射分量进行了改进,同时考虑了物体表面镜面反射分量对表面重构所产生的影响,把漫反射分量和镜面反射分量线性叠加,在采用图像处理技术对焊点图像进行适当处理后,利用改进模型对SMT焊点进行三维重构.结果表明,采用改进光照模型与传统光照模型相比,改进光照模型能较好地减少镜面反射对重构结果的影响.

Abstract：

Three-dimensional shape and its accuracy are dissatisfactory because of the highlight caused by specular reflection when the shape from shading is used to reconstruct the three-dimensional soldered joint. An improved illumination model is proposed, which can modify the diffuse reflectance component based on the features of image shooting, make a hnear superposition for both specular reflectiori component and diffuse reflectance component. Then the improved illumination model is used to reconstruct the three-dimensional soldered joint after dealing with the soldered joint image by the proper image processing arithmetic. The experimental results show that the 3D shape by SFS based on the improved illumination model is more satisfactory in decreasing specular reflection influence than that of the traditional methods.     

SMT焊点质量自动检测与智能鉴别技术

在分析SMT焊点组装质量常用检测技术的基础上,提出并介绍了基于SMT焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量自动检测与智能鉴别技术的基本原理和方法,并对该技术的研究意义、主要研究内容和研究思路等进行了探讨。