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SMTO时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。     

基于焊点形态理论的SMT焊点虚拟成形技术及其应用

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.     

基于正交试验的板级电路模块热分析

利用ANSYS的APDL参数化编程语言,建立了灌封电路模块的有限元模型。选取挠性印制电路板(FPCB)厚度、上、下灌封体厚度、空气对流系数和环境温度等7个参数作为关键因素,安排正交试验。结果表明:上、下灌封体厚度等因素都对灌封电路模块工作温度有显著影响,其中空气对流系数的影响最为显著。初始设计的灌封电路模块工作温度为460.94K,通过增加灌封体的厚度,选择高热导率的灌封材料,保证良好的通风散热,控制环境温度,可以将模块的工作温度降到329.11K。     

BGA无铅焊点再流焊焊后残余应力分析与优化

建立BGA无铅焊点再流焊焊后残余应力有限元分析模型,对其进行热结构耦合条件下的焊后残余应力分析;基于钻孔应变法设计并完成了焊后残余应力测量验证性试验;基于灵敏度法分析焊点高度、焊点直径、焊盘直径和焊点间距对焊点残余应力影响的显著性及大小排序;以对残余应力影响显著的因素为变量,采用响应面-遗传算法对焊点结构参数进行了优化。结果表明,验证试验结果证明了仿真分析结果的有效性;置信度为90%时,焊点直径、焊点间距和焊点高度对焊点残余应力影响显著,灵敏度从大到小排序为焊点直径焊点间距焊点高度;焊点焊后残余应力最小的最优结构参数水平组合如下:焊点直径0.55mm、焊点高度0.36mm、焊点间距1.07mm;对该焊点仿真验证表明最大焊后残余应力下降了0.998MPa。研究结果对减小BGA焊点焊后残余应力具有一定的指导意义和参考价值。     

基于热-结构耦合的3D-TSV互连结构的应力应变分析

建立了3D-TSV(硅通孔)互连结构三维有限元分析模型,对该模型进行了热-结构耦合条件下的应力应变有限元分析,研究了TSV高度和直径对3D-TSV互连结构温度场分布及应力应变的影响。结果表明:随着TSV高度和直径的增大,3D-TSV叠层芯片封装整体、焊球、间隔层、芯片和TSV及微凸点处的最高温度均逐渐降低,TSV高度和直径的增加在一定程度上有利于降低封装体各部分最高温度;随着TSV高度的增加,TSV及微凸点互连结构内的应力应变呈增大趋势。     

温度载荷下光互连模块对准偏移分析

建立了板级光互连模块有限元分析模型,对其进行温度载荷下的有限元分析,分别获取了垂直腔面发射激光器（VCSEL,vertical cavity surface emitting laser）与耦合元件、耦合元件与光波导两个关键位置处在不同温度时刻的轴向、水平和垂直方向的对准偏移。结果表明：光互连模块关键位置的部件在温度载荷下会产生轴向、水平和垂直方向的对准偏移;在一个温度载荷周期内位置偏移值随着温度变化而变化,其中在低温保温阶段对准偏移值最大,在高温保温阶段对准偏移最小;在低温阶段关键位置处的轴向位置偏移最大,并且12路光通道中水平位置偏移呈现两端偏移大,中间偏移小的趋势。     

基于焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量保证技术研究

基于焊点形态理论和焊点虚拟成形技术的表面组装技术焊点质量检测与控制技术的基本思想是,将利用图像获取及处理技术得到的实际焊点形态,与通过焊点虚拟成形技术形成的合理焊点形态进行比较,根据比较的差异,通过智能鉴别得出实际焊点组装故障的类型与产生主因,然后形成调整组装工艺参数的反馈信息对相关组装工艺进行调整控制,以达到提高和保证焊点组装质量的目的。在阐述其基本思想和原理的基础上,结合实例介绍了该技术的实现方法与步骤,对其中焊点图像的获取与处理、焊点质量的分析评价等主要内容与关键技术进行了研究和探讨,并对结果进行了分析验证。     

基于OPENGL的实测SMT焊点三维重建及显示技术

为检测SMT焊点的质量，提取焊点质量信息，研究了利用光学手段实测的SMT焊点的三维重建和显示技术，并且运用Visual C#.Net和OPENGL编制了一套软件。该软件可以利用SMT焊点的二维图像，通过三维重构算法计算出SMT焊点的表面高度离散点的数据集，即离散点云。对离散点云进行排序重组和三角网格化后，运用OpenGL对三角网格进行消隐，设定法线、光照、材质和贴图的处理，重建SMT焊点的表面，由此获得SMT焊点的三维信息，利于分析焊点的质量信息。 本文将简要论述堆栈式芯片封装的结构，并给出一些使用不同的AMI方法检测这种封装的内在特性和封装的内缺陷的分析例子。     

模拟退火优化BP神经网络在SMT片式元件焊点质量评价中的应用

针对SMT（surface mount technology：表面组装技术）片式元件焊点缺陷类别繁多、缺陷原因复杂的问题，本文采用模拟退火算法（Simulated annealing）和BP神经网络相结合的方法建立了SMT片式元件焊点质量评价的模型，并应用这个模型对生产现场采集的片式元件焊点样本数据为例进行分析评价。结果表明，该方法可以准确的、快速的对焊点缺陷进行识别，从而为焊点质量评价奠定基础。     

埋入式基板微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变分析

建立了埋入式基板微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变有限元分析模型,分析了焊点材料、焊点间距、PCB支撑跨度及焊点阵列对焊点弯曲应力应变的影响,结果表明,三点弯曲加载条件下,埋入式基板微尺度BGA焊点阵列的最大弯曲应力应变均出现在最外围拐角处焊点上.当三点弯曲加载到相同位移载荷下,SAC387材料焊点的弯曲应力最大,62Sn36Pb2Ag材料焊点的弯曲应力最小;随着支撑跨度的增大,焊点内最大弯曲应力应变均随之减小;随着BGA焊点间距的增大,焊点内部最大弯曲应力应变值均增大;随着BGA焊点阵列数的增大,焊点内部最大应力应变值均增大.