基于Taguchi实验设计方法优化PoP的翘曲

通过对PoP的翘曲进行优化分析,采用有限元分析方法分析了PoP中FBGA和PBGA的翘曲形变,并利用Taguchi设计和有限元模拟相结合的方法进行优化设计.分析结果表明:PBGA具有较大的翘曲,增加基板厚度和塑封料热膨胀系数,减小芯片大小和厚度可以改善PBGA的翘曲.对比优化前后的翘曲,在25 ℃时翘曲值从53.3 μm降到39.1 μm,260 ℃时翘曲值从-112 μm降到了-67.7 μm.塑封料热膨胀系数和芯片尺寸在优化翘曲中起着重要作用.     

功率载荷下叠层芯片封装热应力分析

应用有限元分析软件ANSYS,模拟功率载荷下叠层芯片封装中各层的温度和应力分布.分析结果表明,下层芯片最高温度、最大等效应力和剪应力分别为412.088 K,143 MPa,65.4 MPa,下层芯片的边角处应力和剪应力值最大,也是芯片最容易破坏和开裂的位置.     

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.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

翘曲缺陷的参数控制研究

小芯片部件在利用焊膏进行回流焊时会出现“翘曲”现象。翘曲的问题在于芯片部件凸起，一端与印刷电路板分离，而相反的另一端粘连在电路板上。翘曲产生的原因在于焊接时间的不同，也就是部件相对两端的焊膏在回流炉中遇热溶化的时间不同。与处在芯片部件一端的的焊膏比，在另一端的的焊膏溶化得较早，溶化较早的焊膏通过软焊料表面拉力作用使先端下拉，就这样，翘曲问题在印刷电路板分装过程中产生了。     

某明挖车站基坑开挖过程监测与数值模拟

采用有限差分软件FLAC3D对芜湖火车站基坑开挖过程中围护结构钻孔灌注桩侧向变形、基坑周边地表沉降和不同平面位置处的支撑轴力进行数值模拟,分析其在开挖过程中的变化规律,并与实际监测结果进行对比。结果表明:随着基坑的开挖,钻孔灌注桩最大侧向变形点沿桩体不断下移,侧向变形增大,且各位置的钻孔灌注桩侧向变形表现出一致的变化趋势;基坑围护结构后土体沉降随着基坑开挖深度的增加而加大,且最大沉降出现在围护结构后3.5 m左右处;支撑体系中钢筋混凝土支撑发挥了较大的支撑作用。基坑的数值模拟结果接近监测结果,变化规律基本一致,分析结果可为类似车站基坑的施工和设计提供参考。     

注射速度对塑封成型过程芯片热流固多场耦合变形的影响

塑封成型中芯片翘曲变形的控制是保障电子芯片品质的技术关键,为了准确预测其翘曲变形,基于Castro-Macosko固化动力学模型,建立了描述塑封填充过程及其芯片热流固多场耦合翘曲变形形成过程的理论模型,并揭示了其变形机制。研究结果表明:芯片热流固耦合翘曲变形先随熔体充填流动时间的增加而快速增加,达到最大值之后逐渐减小,并趋于恒定。当熔体注射速度由0.1 m/s增至2 m/s,芯片上下表面热流固耦合最大压差由9.562 34 k Pa增至18.022 43 k Pa,增幅高达88.5%,导致芯片热流固耦合翘曲变形随着注射速度增大而增大,且最大热流固耦合翘曲变形出现在芯片中心下游附近区域,减小注射速度有利于减小芯片的热流固耦合翘曲变形。     

微电子芯片层叠封装制造工艺过程的有限元模拟

提出一种模拟层叠封装制造全过程的有限元方法,用于评估芯片应力和翘曲变形情况,为层叠封装设计和提高成品率提供工具.建立了层叠封装3维有限元模型,考虑了温度对材料属性和模塑化合物收缩的影响,并采用单元生死技术实现了各工艺步间的无缝连接,分析了封装在加工工艺过程中的应力分布以及翘曲的连续演化情况.结果表明,给出的方法可行有效.     

纯铝扭挤新型大塑性变形数值模拟

扭挤（Twist Extrusion,TE）是大塑性变形工艺中研究较少的一种,利用有限元分析软件Deform-3D对纯铝1100在室温下的扭挤变形进行模拟分析,得出了材料在扭挤通道中的变形特点,应力应变及载荷的大小与分布,以及摩擦条件的影响。模拟结果显示：TE过程中,变形主要发生在棱角处,边缘处应力应变远远大于中心处;在制件进入和被挤出螺旋通道时载荷急剧增大,最后略有降低;摩擦的增大导致应变分布不均匀性加剧,且使载荷显著增加。     

盾构隧道下穿既有城市隧道施工力学分析

针对合肥地铁1号线盾构下穿南一环下穿隧道工程存在的安全风险,运用 FLAC3D实现了隧道盾构开挖的模拟,分析了盾构推进过程中下穿隧道结构以及在建隧道应力应变分布规律。研究表明：盾构机在监测断面前后20m范围内掘进对下穿结构竖向位移和拱顶沉降影响最大,处于盾构隧道上方及中心线上的监测点沉降变形较大;下穿隧道的底板南北侧出现拉应力,拉应力最大值达到1.088MPa。开挖结束,盾构隧洞周围土体最大隆起位移为6.22mm,最大沉降为4.96mm;最终两个隧洞周围土体位移分布规律基本一致。拱顶沉降随开挖的变化规律与监测点相似。根据模拟结果提出的施工防护措施有效,沉降实测值均在预警值以下,模拟结果与实测结果规律基本一致,模拟效果较好。     

CSP焊点焊后残余应力分析与预测

该文建立了芯片尺寸封装(CSP)焊点有限元分析模型并对其进行了再流焊焊后残余应力应变分析.以焊点直径、焊点高度、焊盘直径和焊点间距为输入参数,焊后残余应力为输出参数进行了灵敏度分析.选取灵敏度分析结果中对残余应力影响显著的因子作为输入,建立了带动量项神经网络预测模型,对CSP焊点焊后残余应力进行了预测.结果表明,置信度...     

混合集成电路用Pb-Sn-Sb-Ag钎料的热疲劳

为了解决混合集成电路中环境温度变化引发的焊点可靠性问题,开发了具有高可靠性的新型钎料来满足微型化和高密度化的混合集成电路的焊接需要。对新研发的Pb-Sn-Sb-Ag四元合金钎料进行了DSC熔点测试,热电偶测试了回流焊的温度曲线,对焊点显微组织进行了相分析,并参照IPC-9701A测试方法进行了热循环实验,结果发现热循环前后钎料的显微组织和力学性能发生了明显的变化。研究表明：钎料合金液相点在245益;回流焊峰值温度为267益;显微组织中主要有Pb、Sb2 Sn3和Ag3 Sn三种相;热失配产生的剪切应力导致了微裂纹产生,温度交变使裂纹持续扩展,最终导致焊点出现了整体剥离的断裂失效模式;金属间化合物厚度和剪切强度呈现逐渐递减的近似线性关系;对比已应用的钎料,新研制的Pb-Sn-Sb-Ag钎料显微组织均匀,在-40~150益热循环条件下表现出高的可靠性。     

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.     

再流焊工艺中表面组装片式元件热应力模拟

文中根据无耦合拟静态热弹性力学理论，采用有限元分析技术，结合ＳＭＴ再流焊工艺，分析了典型表面组装结构的热传输特性与热应力，以清晰、直观的等值线图描绘了再流焊各阶段温度的分布及应力场分布，使人们可定量了解表面组装件在焊接过程中的热传输特性及热应力分布。该方法可用于ＳＭＴ再流焊工艺的优化和温度曲线的计算机辅助设计，有助于提高ＳＭＴ的成品率与产品的可靠性。     

Thermo-mechanical fatigue reliability optimization of PBGA solder joints based on ANN-PSO

Based on a method combined artificial neural network （ANN） with particle swarm optimization （PSO） algorithm, the thermo-mechanical fatigue reliability of plastic ball grid array （PBGA） solder joints was studied. The simulation experiments of accelerated thermal cycling test were performed by ANSYS software. Based on orthogonal array experiments, a back-propagation artificial neural network （BPNN） was used to establish the nonlinear multivariate relationship between thermo-mechanical fatigue reliability and control factors. Then, PSO was applied to obtaining the optimal levels of control factors by using the output of BPNN as the affinity measure. The results show that the control factors, such as print circuit board （PCB） size, PCB thickness, substrate size, substrate thickness, PCB coefficient of thermal expansion （CTE）, substrate CTE, silicon die CTE, and solder joint CTE, have a great influence on thermo-mechanical fatigue reliability of PBGA solder joints. The ratio of signal to noise of ANN-PSO method is 51.77 dB and its error is 33.3% less than that of Taguchi method. Moreover, the running time of ANN-PSO method is only 2% of that of the BPNN. These conclusions are verified by the confirmative experiments.     

PBGA器件焊点成形建模与三维形态预测

应用最小能量原理和有限元方法，建立塑料球栅阵开（ＰＢＧＡ：Ｐｌａｓｔｉｃ Ｂａｌｌ ＧｒｉｄＡｒｒａｙ）器件焊点三维形态预测模型，对ＰＢＧＡ焊点三维形态时间预测和分析，并将预测结果与试验结果以及国外学者用数学分析模型所得到的预测结果进行了对比验证，具有很好的一致性。     

Tensile behavior of AA3104 aluminum sheets at low deformation degree

The texture of a rolled AA3104 aluminum sheet was measured by the X-ray transmission method. The Lankford values or r values (ratio of plastic strain) and yield strengths in directions of 0, 15, 30, 45, 60, 75, and 90° to RD (rolling direction) of the sheet were tested during tensile loading at a strain of 2%. r values were predicted by the Sachs model and the reaction stress model in con- sideration of the measured texture. The simulated results indicate that r values calculated by the Sachs model are more exactly ap- proaching with the experimental values on the whole than those predicted by the reaction stress model. The deformation behavior of the AA3104 aluminum sheet reveals characteristic predicted by the Sachs model, which should be resulted from the sheet geometry different from bulk material as well as the low tensile deformation degree.     

微电子封装中焊锡接点的界面应力奇异性

采用界面力学理论计算了不同形状的含铅/无铅焊锡接点界面应力奇异性指数,建立了焊锡接点的有限元模型,计算了线弹性、弹塑性和Johnson-cook材料模型的界面应力分布.结果表明:随着焊锡接点接触角的增加,界面应力奇异性增强;Sn37Pb/Cu界面比Sn3.5Ag/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面的应力奇异性明显;弹塑性变形和应变率效应降低界面应力.     

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