片式元件焊点的热循环应力应变模拟技术研究

采用ANSYS软件,以0402片式元件焊点为对象,系统探讨了焊点热应变损伤的有限元仿真方法,分析了焊点在热循环过程中的应力应变响应,并基于修正的Coffin-Manson方程,预测了焊点的热疲劳寿命。结果显示:焊点应力集中区域和应变最大区域均位于焊点与PCB焊盘的交界面,基于应变失效原则,推断焊点裂纹将在此界面萌生和扩展,直至失效。指出了焊点有限元热应变损伤模拟技术的不足及未来的研究方向。

SMT片式元件焊点质量信息提取仿真光源建立

为检测SMT片式元件焊点的质量，减少研究过程中制作实际光源的成本，方便观察各个角度下的焊点形态，研究了仿真光源检测办法。通过建立SMT片式元件焊点模型，比较确定条件下仿真光源和实际光源的效果，确定最佳光照模型。通过改变仿真光源的位置，确定最佳仿真光源的光照位置，从而确定最佳实际光源光照位置。该研究通过Surface Evolver软件建立各种SMT片式元件焊点模型，并通过OPENGL编程完成SMT片式元件焊点模型的转化和光源的仿真过程，该研究对SMT片式元件焊点的检测研究起到优化光源位置结构的作用，对SMT片式元件焊点后期检测提供了坚实基础。

无铅焊点热疲劳状态估计

为获取元器件焊点的热疲劳状态信息,采用了焊点剪切力测试方法和非线性最小二乘数据拟合法。以1210片式电阻器件无铅焊点为研究对象,开展了剪切力-热疲劳状态试验研究工作。依据0、300、600、900、1200、1 500个周期温度冲击下的焊点剪切力试验数据,采用非线性最小二乘的Gauss-Newton法,并利用Matlab编程的手段获取了剪切力数据的拟合曲线。以"剪切力值下降30%"的失效标准划定失效界线,利用拟合曲线推算出焊点失效时的循环周期数为1 439.04。试验证明焊点剪切力能够反映出焊点的热疲劳状态,该方法可用于焊点的疲劳状态监测、估计,满足对于焊点疲劳状态的监测需要,同样适用于其他类型焊点的疲劳状态估计。