陶瓷球栅阵列封装的有限元模拟与焊点应力分析

文章运用有限元分析软件ANSYS,建立了陶瓷球栅阵列(CBGA)封装的三维有限元模型,模拟出热载荷作用下CBGA封装的三维热应力应变分布,研究了焊点的形状对焊点的应力、应变的影响,为在实际焊接过程中,从焊点形态的角度去控制焊点质量提供了理论依据.     

跌落碰撞下球栅阵列无铅焊点失效分析

为探究板级跌落碰撞下球栅阵列(BGA)无铅焊点的失效机制,分别进行了3种不同高度下BGA无铅焊点跌落试验和染色试验,分析无铅焊点在跌落碰撞下的失效机制,并与前人结果加以对比.结果表明,在跌落碰撞下,无铅焊点的失效机制为靠近封装一侧的金属间化合物(IMC)界面脆性断裂,BGA无铅焊点失效的根本原因是机械冲击和电路板(PCB)的往复弯曲.     

跌落/冲击过程中PCB板的有限元模拟

封装的可靠性是保证器件稳定,且发挥正常功能的重要性能。建立了PCB板及封装件的三维有限元分析模型,采用Input-G方法模拟封装整个跌落过程,计算PCB板的动力学响应,研究了影响跌落实验的各个参数。将Input-G简化模型与带焊点的模型模拟结果进行对比分析,模拟分析表明：Input-G简化模型可以大大节约计算时间,提高工作效率。对于PCB板而言,利用Input-G简化模型来研究其上的动力学响应是可行的。     

基于ANYSYS的电路板组件的跌落仿真

基于ANSYS/LS-DYNA的结构动力分析模块,对印刷电路板组件进行了跌落仿真分析,模拟了整个跌落撞击过程,分析了不同边界条件以及封装件的布置方式对电路板组件动态响应的影响。     

复合球栅阵列CBGA封装器件热循环损伤的有限元模拟

用粘塑性的本构方程描述62Sn39Pb2Ag和96.5Sn3.5Ag两种常用焊料的材料模式，使用通用的有限元分析软件ANSYS模拟了CBGA（Ceramic Ball Grid Array）封装器件焊球阵列应力应变的分布以及塑性功的积累，基于Darveaux等人提出来的塑性能量积累损伤方程，从热循环损伤的角度考察了焊点的可靠性，并对单一焊点阵列器件和复合焊点阵列封装器件的性能进行了比较。     

基于全面析因试验的塑封球栅阵列器件焊点可靠性

采用全面析因试验设计方法设计了多种不同工艺参数组合的1．0mm引脚间距塑封球栅阵列(PB—GA)器件测试样件，进行了500h的可靠性热循环试验；基于试验数据进行了极差分析和方差分析；用有限元方法分析了PBGA器件焊点内的应力分布．试验结果和有限元分析结果均表明，失效焊点裂纹出现于焊点与芯片基板的交界面上。极差分析表明，最优的工艺参数组合为：钢网厚度0．14mm，焊盘直径0．34mm，芯片配重质量11．0384g或17．1084g．方差分析表明，芯片配重质量对1．0mm引脚间距PBGA器件焊点的可靠性有显著的影响，而焊盘直径和钢网厚度对可靠性无显著影响．     

板级球栅阵列无铅焊点随机振动寿命分析

进行了4组加速度的功率谱密度(PSD)条件下的焊点疲劳寿命试验,采用比例风险模型(PHM)分析加速度的PSD对焊点寿命的影响,并采用估计所得寿命期望(MTTF),结合Miner准则得到板极无铅焊点随机振动寿命损伤累积模型.结果表明：焊点疲劳寿命试验的结果与PHM估计所得焊点寿命的MTTF及其失效概率密度(PDF)吻合较好;当输入加速度的PSD幅值大于60 m2/s3时,焊点的MTTF值小于1 800 s,表明无铅焊点对随机振动载荷非常敏感.     

无铅BGA封装可靠性的跌落试验及焊接界面微区分析

通过进行BGA封装的可靠性力学试验(高加速度跌落试验),研究了机械冲击和应力对无铅BGA封装焊点的可靠性的影响,并通过对失效BGA封装焊点的微观结构和成分的SEM/EDX分析,寻找影响焊点可靠性的主要因素,研究结果表明,焊点的失效模式较为复杂,而在多数情况下,焊点的疲劳失效与焊接界面处的金属间化合物IMC层断裂有关,并对无铅焊料IMC的性质也作了研究.     

铝制包装箱搬运过程跌落分析

针对某铝制包装箱,对其进行跌落仿真分析,研究其跌落过程中的应力与变形。本文采用ANSYS/LS-DYNA对其进行弹塑性条件下的跌落模拟分析,采用应力失效与应变失效相结合的方法进行安全评定,证明该产品结构满足设计要求。     

点焊箱型铜构件轴压性能试验及有限元分析

为研究振动台试验中常用的点焊箱型截面构件的轴向屈曲性能,设计了两种截面尺寸的点焊箱型紫铜构件,对其进行静力轴压试验.试验结果表明,两种构件发生屈曲时材料基本处于弹性状态,但两者存在差异,宽厚比的不同是造成结果差异的主要原因.在此基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立点焊箱型铜构件的有限元模型,与试验对比验证了有限元模型的可靠性.同时,对点焊边界条件下的薄板屈曲进行研究,得到焊点间距与屈曲系数之间的关系.最后,针对宽厚比和焊点间距两个参数,进行数值分析,得到宽厚比和焊点间距对点焊箱型构件受力性能的影响规律.     

桥式起重机端梁三维有限元受力分析

在分析了桥式起重机端梁受载情况的基础上,建立了桥式起重机端梁的三维有限元模型,采用商业有限元软件对算例进行了数值计算．通过分析计算可以显示出端梁的变形情况、最大应力值和位移值,可以读取端梁上任一位置的应力值和位移值．仿真结果表明,该算例的强度和刚度均满足要求,根据计算结果可以对端梁结构进行适时改进．     

跌落冲击载荷下POP封装动力特性研究

基于JEDEC标准,采用ABAQUS软件建立了具有5个POP封装组件的三维有限元模型,通过试验验证了模型的准确性,讨论了PCB板阻尼、焊点形状、焊点材料及焊点直径对该封装组件在跌落冲击过程中动态响应的影响.结果表明：POP封装组件关键焊点的最大法向拉应力随PCB阻尼和焊点直径的增大而减小;截顶球形焊点最大法向拉应力都大于柱形焊点的最大法向拉应力;无铅焊料焊点最大拉应力大于锡铅焊料焊点最大拉应力,而对于无铅焊料,角焊点最大拉应力随着含锡量的增加而减小.     

G170柴油机曲轴有限元分析

阐述了有限元法的基本理论,并介绍将有限法应用于Ｇ１７０柴油机曲轴的强度和刚度分析方法,应用Ｉ－ＤＥＡＳ软件对连杆计算模型进行计算,得曲轴应力和变形分布图,并对结果进行了分析。     

场地地震响应的二维动态有限元分析法初探

提出了一种新的地震反应分析法———二维动态有限元分析法。并对它的分析步骤及其重要参数的确定进行了阐述,重点对动态有限元的动态形函数的构造进行了分析。通过工程实例,和一维的地震反应分析法进行了比较,证实了本方法的可行性和合理性。     

动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

国内外大型的有限元软件有许多,就动力非线性分析而言,大型通用有限元软件ANSYS有明显的优势.以Suidan和Schnobrich[1]的试验为比照,利用大型通用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟,其中,混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型及其对应的材料模型CONCRETE,钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性(Kinematic Hardening Bilinear Plasticity)模型来实现.计算结果与Suidan和Schnobrich预示的响应十分吻合,并较好地模拟了梁的压碎和开裂过程.验证了该数值模拟方法以及有限元计算模型的正确性,为动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析提供了一有效方法.     

用于超声手术刀的夹心式换能器设计与有限元分析

传统的换能器设计方法成本高、效率低。利用理论计算并结合有限元方法设计了55 000 Hz的超声手术刀用压电换能器,以提高设计效率并验证方法的可行性。超声换能器设计为夹心式结构,使用PZT-8型压电陶瓷进行设计与仿真。首先理论设计出换能器各部件的初始尺寸并进行三维建模,将模型导入Workbench软件进行模态分析与谐响应分析,提取换能器工作时的谐振频率与输出振幅,并确定换能器最终尺寸。根据最终尺寸加工并装配得到实体换能器。最后利用阻抗分析仪对实体的谐振频率进行测量。结果表明,简化后的仿真模型谐振频率与实测值近似相等,为54 980 Hz。证明了设计思路的合理性与可行性,并对换能器的工作方式与优化设计提供了参考帮助。     

有限元分析网格门户及Portlet组件研究

对有限元资源安全共享和有效集成问题,提出了基于Portlet和Globus工具包GT4的有限元分析网格门户系统框架.通过整合门户层和基于网格安全基础设施（GSI）的网格服务层安全技术,实现了门户系统层次化的安全认证机制;利用网格资源配置和管理服务（GRAM）及层次化调度技术建立了作业管理方法;采用监视和发现服务（MDS）的信息聚合及网格监视软件Ganglia的资源信息采集功能,提出了信息管理结构;分析了基于GridSphere容器的Portlet组件开发原理.有限元分析网格门户原型系统开发和应用表明：基于Portlet的系统组件具有标准化、可复用以及开发效率高的优点,门户系统具有良好的扩展性和可移植性.     

有限元自适应网格生成技术解析

在参阅和分析大量有关文献的基础上，对目前广泛使用的几种主要的有限元自适应网格生成方法的基本原理进行阐述，并分析比较了典优缺点和适用性。为深入研究开发仝自动、自适应有限元网格生成软件提供了有益的参考。     

大型机床动态特性的整机有限元分析

用静态凝聚法和子结构技术 ,大幅度缩减机床整机有限元分析的计算规模 ,保证了工程研究感兴趣的低阶频率范围的精度 .结合 1台大型机床整机的有限元建模 ,在微机上对其进行动态性能分析 ,判别薄弱环节 ,提出设计修改方向和建议 .     

黏弹性流体饱和孔隙介质动力反应分析的显式有限元方法

黏弹性流体饱和多孔介质模型比单相介质或者弹性饱和孔隙介质更接近实际的土层介质,应用该模型研究土层介质的动力响应更为合理。用数值方法研究了半空间黏弹性流体饱和孔隙介质的动力时域响应。根据Biot黏弹性流体饱和两相多孔介质波动方程,采用解耦技术,建立了以固相位移和流相位移为未知量的黏弹性流体饱和孔隙介质动力分析的一种显式有限元法。该方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点。与解析解比较表明,该算法具有较高的计算精度;最后以一维黏弹性流体饱和孔隙介质为例,分析了黏性系数对动力响应的影响。