焊點失效模型
關(guān)注創(chuàng)建者：工程計算與仿真 創(chuàng)建時間：2020-07-15
焊點失效模型的視頻教程
考慮分層失效的三維RVE模型的建立與分析
本文基于ABAQUS的EXPICIT建立了考慮cohesive接觸與零厚度cohesive單元的RVE模型，RVE由四個纖維與基體構(gòu)成，考慮了分層失效， 建立了滿足周期性位移與周期性損傷的周期性邊界條件PBC（要求為周期性網(wǎng)格） 當使用cohesive接觸時，通過與SCI文獻中Y方向的拉伸對比，C3D8單元結(jié)果的強度與失效應變誤差為1.58%和3.75%,C3D8R單元的結(jié)果誤差為1.77%和
￥429 13小時56分鐘 15136播放
查看
【直播回放】考慮分層失效的三維RVE模型
1 使用cohesive接觸的RVE模型與PBC 2 包含零厚度cohesive單元的RVE與PBC 3 建立周期性邊界條件的不同方法 4 digimat與abaqus聯(lián)合仿真RVE"
￥9.9 1小時2分鐘 69播放
查看
焊點失效模型的實例教程
對焊點的數(shù)量進行優(yōu)化， 增加了 5 個焊點后， 如圖 8( 右) ，仿真結(jié)果顯示碰撞后結(jié)構(gòu)保持完整， 能夠滿足碰撞安全要求。焊點失效參數(shù)數(shù)據(jù)庫建設到一定規(guī)模后， 即可在整車范圍的焊點模型使用經(jīng)過試驗標定的失效參數(shù)，在開發(fā)過程中不斷優(yōu)化存在碰撞失效風險的焊點，模型的精確性能夠得到保證。
本論文研究了在轎車有限元碰撞仿真中準確模擬焊點失效的方法。對點焊樣件進行拉伸和剪切力學實驗，建立了試驗的一維焊點有限元模型和相應的失效模型，使用數(shù)值優(yōu)化等方法，對焊點失效模型的參數(shù)進行了校核標定，使仿真中焊點的受力和失效后吸收的能量與試驗的偏差最小。應用此方法在仿真中再現(xiàn)并解決了某次碰撞試驗中出現(xiàn)的焊點開裂問題。提出了建立車身焊點失效參數(shù)數(shù)據(jù)庫的設想。
[1]連志斌,劉雍.基于試驗標定的轎車碰撞焊點失效模擬方法研究[J].上海汽車,2015(06):50-53.
大家好，為了更好地提升自己，幫助自己對最新研究進行整理和復盤，本人在學習相關(guān)文獻時會進行相關(guān)總結(jié)和分享，希望對大家有所幫助和啟發(fā)，有問題請及時反饋和聯(lián)系，謝謝！
展開 在整車碰撞模型中進行焊點失效預測，并通過與實車碰撞結(jié)果的對比，表明該方法能準確預測出實車碰撞中的焊點失效情況，對整車碰撞安全設計具有指導意義。
[1]季鈺榮,孫曉嶼.整車焊點失效預測的研究及應用[J].汽車工程,2019,41(02):219-224.
大家好，為了更好地提升自己，幫助自己對最新研究進行整理和復盤，本人在學習相關(guān)文獻時會進行相關(guān)總結(jié)和分享，希望對大家有所幫助和啟發(fā)，有問題請及時反饋和聯(lián)系，謝謝！
焊點的失效一方面來源于生產(chǎn)裝配中的焊接故障,如釬料橋連、虛焊、曼哈頓現(xiàn)象等;另一方面是在服役條件下,當環(huán)境溫度變化時,由于元器件與基板材料存在的熱膨脹系數(shù)差,在焊點內(nèi)產(chǎn)生熱應力,應力的周期性變化會造成焊點的疲勞損傷,同時相對于服役環(huán)境的溫度,SnPb釬料的熔點較低,隨著時間的延續(xù),產(chǎn)生明顯的粘性行為,導致焊點的變損傷。
：焊點可靠性問題是發(fā)展球柵陣列（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ，ＢＧＡ）技術(shù)需解決的關(guān)鍵問題。本論文采用立體顯微鏡檢查、ｘ—ｒａｙ檢查、金相切片分析、ＳＥＭ、ＥＤＸ等方法詳細分析了失效ＢＧＡ焊點的微結(jié)構(gòu)、裂紋情況、金屬間化合物、及空洞對可靠性的影響，得出引起焊點失效的主要原因。在此基礎(chǔ)上，采用ＡＮＳＹＳ有限元軟件，模擬分析了熱載荷作用下ＣＢＧＡ焊點的三維應力應變行為。研究了影響焊點（鼓形、柱形）熱應力應變分布的幾個因素（半徑、高度、間距），為在實際焊接過程中，對從焊點形態(tài)的角度控制焊點質(zhì)量提供了理論依據(jù)。同時還研究了兩種典型無鉛焊球（Ｓｎ９５．５／Ａ９３．８／Ｃｕ０．７，Ｓｎ９６．５／Ａ９３．５）與含鉛焊料（Ｓｎ／３７Ｐｂ）的熱應力應變分布，并對結(jié)果作了分析比較。得出Ｓｎ９５．５／Ａ９３．８／Ｃｕ０．７焊點的ｖｏｎｍｉｓｅｓ等效應力應變最大值小于Ｓｎ９６．５／Ａ９３．５焊點與Ｓｎ／３７Ｐｂ焊點，為電子焊料無鉛化材料體系的選擇提供了理論依據(jù)
BGA焊點的失效分析及熱應力模擬.pdf
展開 △圖2：影響微電子封裝可靠性的主要因素
4、 焊點失效的四種模式：
4.1 熱交變應力破壞失效
? 溫度變化
? 材料蠕變損傷
? 變形與裂紋擴展
4.2 疲勞破壞失效
?由振動載荷引起的高周疲勞失效
4.3 化學因素腐蝕破壞失效
? 水分、氧氣其他離子
? 化學反應腐蝕
? 粘結(jié)強度等機械性能降低
4.4 動態(tài)機械載荷破壞失效
? 跌落、沖擊和振動
? 開裂、脆裂等損傷
研究內(nèi)容
△圖3：焊點熱耦合疲勞仿真分析內(nèi)容
1、基本力學參數(shù)的獲取
? 調(diào)研焊點、焊腳的材料屬性
? 試驗獲取引腳、錫焊、錫焊界面（金屬化合物）的力學性能參數(shù)
? 擬合界面相（金屬化合物）材料的本構(gòu)關(guān)系
2、疲勞數(shù)據(jù)庫的建立
? 通過疲勞試驗建立材料、界面相的疲勞特性曲線
? 建立單個焊點的有限元分析模型
? 加載循環(huán)載荷預測焊點的疲勞壽命與失效位置
? 通過與實驗比較，對有限元分析模型進行驗證
△圖4：不同封裝結(jié)構(gòu)下無鉛SAC305焊點的S-N曲線
3、整機仿真模型
一般而言，在有限元模態(tài)分析中，系統(tǒng)的固有頻率會隨著網(wǎng)格密度的增加而降低至一個穩(wěn)定的收斂值，為了找到合適的網(wǎng)格劃分密度，需要對其進行網(wǎng)格收斂性檢查。振動試驗載荷一般有正弦、窄帶隨機和寬帶隨機三種，PCB邊界條件有四角四點固支，端部四點固支，六點固支，中間四點固支以及中間兩點固支。
3.1 有限元模型建模
△圖5：焊點有限元建模
3.2 組件中各層材料參數(shù)設置
考慮到振動過程中焊點發(fā)生的一般是彈性形變，無需考慮材料的蠕變參數(shù)，各組分材料從上往下依次按照模塑料、封裝基板、Cu焊盤(Cu)、焊球(SAC305)、PCB板(FR-4)賦予。
展開 
焊點失效模型的相關(guān)專題、標簽、搜索
焊點失效模型的最新內(nèi)容
本文參考了十篇左右文章，基于Abaqus/Explicit，建立了復合材料漸進損傷本構(gòu)模型并編寫了VUMAT子程序，包括彈性階段、基于應力的三維HASHIN初始損傷準則、線性損傷演化。計算流程如下圖所示。
圖1 整體計算流程
材料模型
1.1 彈性階段
其中， (i,j=1,2,3)為應力分量， (i,j=1,2,3) 為應變分量，Eii (i=1,2,3) 為拉伸模量
陶瓷是一種典型的脆性材料，可采用Wilkins、Rajendran-Grove、Johnson-Holmquist（JH）和Deshpande-Evans本構(gòu)模型描述其在高應變率加載下的響應情況，其中JH模型是目前數(shù)值計算領(lǐng)域應用最為廣泛的陶瓷本構(gòu)模型，如圖1所示。JH-1本構(gòu)模型是Johnson和Holmquist于1992年提出的第一個脆性材料的本構(gòu)模型，采用分段函數(shù)的方式描述了脆性材料壓力和強度的關(guān)系
在具有各向同性硬化的彈塑性材料中，損傷以兩種方式體現(xiàn)：屈服應力的軟化和彈性退化。
閱讀原文
失效模型
失效為材料發(fā)生故障的開始
失效對材料剛度和強度無影響
失效模型比損傷模型計算簡單
失效模型通常從實驗中識別的參數(shù)少
損傷模型
損傷為材料失效的開始
損傷對材料的剛度和強度有影響
損傷模型比失效模型計算復雜
損傷模型需要確定更多參數(shù)
一些失效模型
求問各位技術(shù)大佬，在abaqus中建立碰撞沖擊類顯示動力學分析，對材料的失效模型怎么設定。如碰撞后單元的刪除怎么設置等，以及材料本構(gòu)模型如c-s本構(gòu)模型的參數(shù)，結(jié)合材料應該怎么選擇？？？？
跪求大佬答疑！
01、課程簡介
隨著汽車行業(yè)產(chǎn)品的不斷減重設計以及輕量化材料的大量應用，如高強度熱成型鋼、鋁鎂合金和碳纖維復合材料等，這些均對汽車零部件的結(jié)構(gòu)力學性能提出了更高的強度要求，特別是在極限惡劣工況下出現(xiàn)的少量部件的失效破壞，而對于這些部件失效方式的準確預估越來越成為當前工程仿真的研究重點
焊點的失效一方面來源于生產(chǎn)裝配中的焊接故障,如釬料橋連、虛焊、曼哈頓現(xiàn)象等;另一方面是在服役條件下,當環(huán)境溫度變化時,由于元器件與基板材料存在的熱膨脹系數(shù)差
研究背景
1、什么是微電子封裝技術(shù)？
通過一定的連接技術(shù)將芯片、半導體元件、板卡和電路板等進行布置，粘結(jié)固定來組裝完成整電子產(chǎn)品的過程，包含了從開始制作硅晶圓片到電子產(chǎn)品組裝完成的整個過程。
2、微電子封裝技術(shù)發(fā)展歷史
1947年，世界上第一只晶體管在美國貝爾實驗室誕生，微電子封裝技術(shù)發(fā)展不斷進步，主要經(jīng)歷了四次重大技術(shù)變革
Abaqus累積損傷與失效本構(gòu)模型總結(jié)
一、Joh
nson-Cook
塑性模型
J
ohn
son-Cook模型適用于較寬的應變率范圍和由塑性生熱引起絕熱溫升導致材料軟化的場合，該模型可以同時考慮材料的應變硬化、應變率硬化和熱軟化，應用廣泛。
J
ohn
son-Cook
模型實質(zhì)上是將應變、應變率和溫度這三個變量進行了分離，用乘積的關(guān)系來處理三者對動態(tài)屈服應力的影響。屈服應力表達式為：
