PBGA中环氧模塑封装材料的热力学应力分析

本文采用有限元模拟的方法,对塑封焊球栅阵列PBGA的再回流焊接过程及其后的热循环进行了仿真,其中环氧模塑封装材料EMC采用了粘弹性和线弹性两种材料模式。仿真中主要对EMC再回流焊接过程产生的残余应力和热循环载荷下的热应力／应变进行了分析;也讨论了EMC材料模式对应力值的影响。结果表明:线弹性模式的EMC的应力值明显高于粘弹性模式的;在热循环载荷下EMC中应力水平并不高,但开裂应变却非常高,因此在EMC中很可能引发疲劳裂纹。

苛刻环境下多芯片FC-PBGA器件板级温循可靠性研究

研究了宇航用多芯片扁出型倒装芯片球栅(FC-PBGA)器件在温度循环下的板级可靠性。通过宏观形貌观察、微观结构演变等手段对温循后的器件进行了分析,并利用有限元仿真对器件的疲劳寿命进行了评估。研究结果表明,经温度循环后FC-PBGA器件表面三防漆出现起皮现象,但封装组件未出现失效故障。器件中倒装芯片的布局对温度循环后危险焊点的位置具有显著的影响。危险焊点在温度循环后产生了明显的塑性变形,在靠近芯片端的界面处形成了显微裂纹。通过有限元仿真结合修正的Coffin-Manson方程计算得到了组件的温度循环疲劳寿命约为1002次,具有较好的可靠性,为塑封器件的高可靠性应用提供了参考。

Modeling effect of cooling conditions on solidification process during thermal cycle of rollers in twin-roll strip casting

In the twin-roll strip casting process,molten steel solidifies by losing heat through its interface with the casting rollers.The heat extraction along this interface has an effect on the quality of the strips and should be affected by coating,rolls’material,and cooling water flow rate.It is necessary to understand the effect of these casting parameters on the solidification structure of twin-roll strip casting.A three-dimensional computational domain is set up to simulate the solidification process of molten steel and heat exchange between steel strip/air,coating,rolls,and cooling water in the channel of roll sleeves.The effect of the cooling water intensity and flow intensity of molten steel in the pool on the solidification structures is studied during the thermal cycle of rolls in the twin-roll strip casting.These predicted results are helpful to optimize casting parameters and improve the strip quality in the twin-roll strip casting process.

温度循环应力剖面对QFP焊点热疲劳寿命的影响

采用统一型粘塑性Anand本构方程描述了QFP(四方扁平封装)焊点的粘塑性力学行为,利用有限元分析软件建立组装在印制电路板上QFP的有限元模型,通过研究焊点内部总应变范围的变化进而研究温度循环应力剖面各个参数对焊点热疲劳寿命的影响,为设计合理的温度循环应力剖面提供了理论依据。

SS400钢中厚板焊接热影响区宽度的有限元分析

应用数值模拟技术建立了SS400钢中厚板焊接有限元模型,采用生死单元技术结合体生热率热源模型,在不同热输入下对其焊接热循环过程进行模拟计算,根据模拟得到的特征温度值进而得到不同热输入下热影响区宽度的变化规律,并将模拟结果与试验结果进行对比验证。结果表明:过热区宽度受热输入变化的影响较小,但不完全重结晶区宽度随热输入的增加几乎成线性增长;焊接热循环曲线模拟值与试验值的误差小于4.5%,热影响区宽度模拟值与试验值基本吻合,证明了建模及加载的准确性。

带压开孔结构多道间断焊的数值模拟

对带压开孔用正交接管间断焊结构的温度场和应力场进行了数值模拟,并将之与连续焊时的结果进行比较。结果表明,采用间断焊可以有效降低焊接时的局部高温,而且其残余应力也略低于连续焊。对间断焊焊接接头的金相分析表明其金相组织正常,内压试验结果表明该结构能安全运行。

倒装芯片焊点可靠性的有限元模拟法探讨

随着集成电路封装技术的发展,倒装芯片技术得到广泛应用。由于材料的热膨胀失配,使倒装焊点成为芯片封装中失效率最高的部位,而利用快捷又极具参考价值的有限元模拟法是研究焊点可靠性的重要手段之一。简单介绍了集成电路芯片焊点可靠性分析的有限元模拟法,重点概括了利用该方法对芯片焊点进行可靠性评价常见的材料性质和疲劳寿命预测模型。

片式元器件无焊缝焊点热循环加载应力应变分析

建立了片式元器件无焊缝焊点有限元分析模型,研究了热循环加载条件下焊盘长度、焊盘宽度、焊点体积和焊点材料对焊点热循环应力应变的影响。结果表明:热循环加载条件下,片式元器件无焊缝焊点内的应力应变大于有焊缝焊点;在只单一改变焊盘长度、焊盘宽度和焊点体积的前提下,无焊缝焊点内的最大应力应变随焊盘长度和焊点体积的增大而增大、随焊盘宽度的增大而减小;对于Sn63Pb37、Sn62Pb36Ag2、SAC305和SAC387这四种焊料,采用无铅焊料SAC305的无焊缝焊点内的最大应力应变最小。

倒装芯片焊点可靠性的有限元模拟法综述

随着集成电路封装技术的发展,倒装芯片技术得到广泛的应用。由于材料的热膨胀失配,使倒装焊点成为芯片封装中失效率最高的部位,而利用快捷又极具参考价值的有限元模拟法是研究焊点可靠性的重要手段之一。介绍了集成电路芯片焊点可靠性分析的有限元模拟法,概括了利用该方法对芯片焊点进行可靠性评价常见的材料性质和疲劳寿命预测模型。

基于电化学-热耦合模型的储能用锂离子电池的发热状况研究

作为储能电站用储能电池,磷酸铁锂离子电池(下文简称为“锂离子电池”)的发热现象极易给储能电站造成运维安全隐患,分析锂离子电池在不同工况下的发热状况可有效减少其发热现象的产生。基于三维电化学-热耦合模型,提出了产热速率压缩降维方法,在保留电池表面温度不均衡特征的条件下进行了模型仿真研究。通过实验,研究了储能用锂离子电池在单次充放电循环过程中的表面温度值及温度分布变化,证明该模型能够准确反映储能用锂离子电池在充放电循环过程中的发热状况和温度变化趋势。研究结果可提高电化学储能电站的安全性,并为后续储能电池模组研究提供参考依据。

基于有限元的太阳翼驱动机构结构强度分析验证

为研究空间驱动机构在力学和热学环境下的结构强度,提出一种强度分析验证方法。以太阳翼驱动机构为例,在随机振动载荷和热载荷作用下,研究机构强度设计是否满足要求。利用HyperWorks和Abaqus构建有限元模型,借助振动扫频试验数据完成模型的有效性验证,开展随机振动分析和热学分析,并对分析结果进行合理性判断。结果表明:应力强度最大值均在安全设计裕度内,太阳翼驱动机构结构强度满足设计要求。该验证方法可有效指导产品设计、降低研制费用和缩短研制周期。