熱仿真，焊點(diǎn)失效分析
關(guān)注創(chuàng)建者：c 創(chuàng)建時間：2016-01-17
熱仿真，焊點(diǎn)失效分析的視頻教程
基于workbench的焊點(diǎn)熱循環(huán)可靠性仿真分析，免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，提供附件（需購買）練習(xí)。
基于workbench的焊點(diǎn)熱循環(huán)可靠性仿真分析，免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，提供附件（需購買）練習(xí)。熱循環(huán)是電子學(xué)中最常見的失效模式之一，本例使用Anand粘塑性模型對焊點(diǎn)可靠性進(jìn)行模擬。這項(xiàng)技術(shù)有助于工程師加速預(yù)測熱試驗(yàn)期間的失效時間。
￥4 17分鐘 770播放
查看
Workbench熱分析及溫度應(yīng)力（熱應(yīng)力）仿真分析
本教程從幾何建模、網(wǎng)格劃分（mesh）到物理參數(shù)設(shè)置、求解到后處理進(jìn)行詳細(xì)講解，耦合了穩(wěn)態(tài)熱分析，瞬態(tài)熱分析以及瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析的多物理場仿真模型，使學(xué)習(xí)者掌握多物理環(huán)境的熱應(yīng)力分析的整個流程； 本教程結(jié)合相關(guān)CAE工程師在工程實(shí)踐中案例講解，結(jié)合了熱應(yīng)力的產(chǎn)生的原因以及介紹了溫度應(yīng)力的產(chǎn)生條件；貼合實(shí)際應(yīng)用，可作為初學(xué)者掌握熱應(yīng)力仿真分析的基礎(chǔ)和入門教程； 本教程基于ansys workbench19.0
￥15 36分鐘 3039播放
查看
熱仿真，焊點(diǎn)失效分析的實(shí)例教程
3.3 有限元模型網(wǎng)格劃分
? 非重要部位網(wǎng)格劃分較粗，對焊點(diǎn)等關(guān)心部位嚴(yán)格采用高質(zhì)量網(wǎng)格劃分方法；
? 網(wǎng)格收斂性檢查。
3.4 模型驗(yàn)證
通過模態(tài)試驗(yàn)和有限元模態(tài)分析，將整體固有頻率和固有振型進(jìn)行對比，從而驗(yàn)證有限元模型的正確性。
3.5 邊界條件設(shè)置
不同輸入及PCB邊界條件對焊點(diǎn)振動疲勞可靠性將會產(chǎn)生影響——外因
3.6 測試與建立仿真模型
? 測試確定產(chǎn)品仿真等效阻尼
? 測試確定產(chǎn)品等效材料模型
? 建立整體振動響應(yīng)分析仿真模型
△圖6：關(guān)鍵焊點(diǎn)有限元分析
4、振動實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬方法研究（模型驗(yàn)證）
? 測算PCB中心撓度值
? 隨機(jī)振動試驗(yàn)
? 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果的對比
5、熱振耦合條件下焊點(diǎn)失效機(jī)理研究
5.1 板級熱振耦合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（將PCB板組裝到振動臺）
5.2 熱振耦合條件下溫度載荷設(shè)定
5.3 板級熱振耦合實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真
△圖7：不同PCB板不同溫度循環(huán)之后的功率譜密度
△圖8：五個循環(huán)后計(jì)算功率譜密度與測試功率譜密度比較
△圖9：熱振耦合后的焊點(diǎn)開裂行為
6、焊點(diǎn)損傷機(jī)理研究
? 基于疲勞實(shí)驗(yàn)與SEM研究損傷起源與擴(kuò)展
? 觀察裂紋早期位置研究裂紋萌生規(guī)律
? 通過觀察焊點(diǎn)完全失效路徑研究裂紋擴(kuò)展路徑
? 分析裂紋在層間擴(kuò)展路徑研究焊點(diǎn)破壞模式
△圖10：熱振耦合后的焊點(diǎn)開裂行為
備注：
IMC是Intermetallic compound之縮寫，筆者將之譯為"介面合金共化物"。廣義上說是指某些金屬相互緊密接觸之介面間，會產(chǎn)生一種原子遷移互動的行為，組成一層類似合金的"化合物"，并可寫出分子式。在焊接領(lǐng)域的狹義上是指銅錫、金錫、鎳錫及銀錫之間的共化物。
展開 ：焊點(diǎn)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(xì)分析了失效ＢＧＡ焊點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的三維應(yīng)力應(yīng)變行為。研究了影響焊點(diǎn)（鼓形、柱形）熱應(yīng)力應(yīng)變分布的幾個因素（半徑、高度、間距），為在實(shí)際焊接過程中，對從焊點(diǎn)形態(tài)的角度控制焊點(diǎn)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(yīng)力應(yīng)變分布，并對結(jié)果作了分析比較。得出Ｓｎ９５．５／Ａ９３．８／Ｃｕ０．７焊點(diǎn)的ｖｏｎｍｉｓｅｓ等效應(yīng)力應(yīng)變最大值小于Ｓｎ９６．５／Ａ９３．５焊點(diǎn)與Ｓｎ／３７Ｐｂ焊點(diǎn)，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(diǎn)的失效分析及熱應(yīng)力模擬.pdf
展開 焊點(diǎn)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(dāng)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(diǎn)內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力,應(yīng)力的周期性變化會造成焊點(diǎn)的疲勞損傷,同時相對于服役環(huán)境的溫度,SnPb釬料的熔點(diǎn)較低,隨著時間的延續(xù),產(chǎn)生明顯的粘性行為,導(dǎo)致焊點(diǎn)的變損傷。
第2章 靜力學(xué)仿真分析
2.1 模型建立
基于DSP實(shí)物模型進(jìn)行有限元建模，建立429個焊點(diǎn)模型，按照實(shí)際安裝布局建立PCB模型，并按照DSP四角實(shí)際點(diǎn)膠情況建立環(huán)氧樹脂模型進(jìn)行模擬，具體材料屬性見下表。
表2-1 分析材料屬性
部件
材料
密度
(t/ mm3)
楊氏模量(MPa)
泊松比
屈服強(qiáng)度(MPa)
抗拉強(qiáng)度(MPa)
電路板
FR-4
1.9e-9
35000
0.2
345
420
芯片
陶瓷
3.85e-09
187000
0.25
369
448
BGA焊球
SAC305
7.3e-09
38000
0.33
44
44
環(huán)氧樹脂膠
DG-4
0.98e-09
100
0.3
—
150
1. 單元類型的選擇
結(jié)合本章節(jié)仿真條件，并為后續(xù)的熱應(yīng)力仿真作鋪墊，穩(wěn)態(tài)溫度場模擬選用C3D8R三維熱實(shí)體單元。該單元既能實(shí)現(xiàn)勻速熱傳遞，也可用于瞬態(tài)熱分析。單元類型選擇如下圖所示。
圖2-1 單元類型的選擇
2.
展開 由于PCB高密度的發(fā)展趨勢以及無鉛與無鹵的環(huán)保要求，越來越多的PCB出現(xiàn)了爆板、分層等各種失效問題。本文首先介紹DSC、TGA與TMA等熱分析技術(shù)，然后結(jié)合PCB的典型的失效分析案例，介紹這些分析技術(shù)在實(shí)際的案例中的應(yīng)用。PCB失效機(jī)理與原因的獲得將有利于將來對PCB的質(zhì)量控制以避免類似問題的再度發(fā)生
熱分析技術(shù)在PCB失效分析的應(yīng)用.pdf
熱仿真，焊點(diǎn)失效分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
熱仿真，焊點(diǎn)失效分析的最新內(nèi)容
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
從智能手機(jī)的熱交互、緊湊外殼內(nèi)的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業(yè)設(shè)備耐候性等復(fù)雜現(xiàn)實(shí)場景，通過熱仿真技術(shù)，工程師能夠精準(zhǔn)預(yù)測設(shè)計(jì)在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產(chǎn)品的效率、可靠性與安全性，從而在研發(fā)早期快速調(diào)整設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能表現(xiàn)。
Ansys應(yīng)用類系列網(wǎng)絡(luò)研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點(diǎn)介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復(fù)雜熱管理問題中的實(shí)際應(yīng)用
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個發(fā)熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
<p><strong>FLOEFD：熱仿真效率新標(biāo)桿</strong></p><p><strong>告別低效CFD分析！FLOEFD：CAD嵌入式熱仿真，讓研發(fā)周期縮短75%</strong></p><p>在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，流體流動與熱傳導(dǎo)仿真（CFD）是保障產(chǎn)品性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)CFD分析卻常年陷入“低效困境”：CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換耗時久、網(wǎng)格劃分動輒數(shù)天、仿真只能在設(shè)計(jì)后期介入，一旦發(fā)現(xiàn)問題返工成本極高
10月10日，Ansys官方『Ansys連接件結(jié)構(gòu)失效仿真分析』研討會為您展開講解針對連接件結(jié)構(gòu)失效原因的分析及解決方案，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：10月10日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
連接結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，直接關(guān)系著系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全和性能；連接件的失效原因很多，針對最主要和關(guān)鍵的失效模式，介紹Ansys相應(yīng)的解決方案
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時間：8月14-15日
培訓(xùn)地點(diǎn)：武漢市江夏區(qū)華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎(chǔ)的工程技術(shù)人員
培訓(xùn)目標(biāo)：
? 了解關(guān)于Marc非線性熱、熱-機(jī)耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機(jī)耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關(guān)性設(shè)置和定義方法
H型翅片管亦稱為H型肋片管或蝶片管，是一種用于換熱的熱交換器元件。它通常由一根管子和許多緊密排列的翅片組成，翅片可以固定在管子上或者與管子無縫地連接在一起，H型翅片管主要用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船用或陸用柴油機(jī)組排煙廢熱回收的熱交換設(shè)備中，在石油、化工等領(lǐng)域也廣泛使用。
H型翅片管的傳熱效率受到多種因素的影響，如翅片形狀、尺寸、材質(zhì)以及流體流動狀態(tài)等。通過進(jìn)行熱分析，可以深入了解這些因素對傳熱效率的具體影響
精彩直播預(yù)告
熱機(jī)耦合是仿真技術(shù)中復(fù)雜的類型，精確的模擬熱環(huán)境條件下結(jié)構(gòu)材料、變形、接觸等變化的非線性條件是一個難點(diǎn)，引用Marc完全的熱機(jī)耦合技術(shù)，簡易流程化的結(jié)構(gòu)，熱設(shè)置方法，便捷的實(shí)現(xiàn)熱機(jī)耦合前處理定義。本次直播不止有硬核知識，更有「工業(yè)級案例」實(shí)戰(zhàn)放送！
本期直播講堂請到了非線性CAE仿真專家宋金松老師將深入解析Marc在熱機(jī)耦合仿真中的關(guān)鍵技術(shù)，從熱機(jī)耦合基本流程、設(shè)置定義
3 月 13 日，由中國核學(xué)會核反應(yīng)堆熱工流體力學(xué)分會主辦，中核核反應(yīng)堆熱工水力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海積鼎信息科技有限公司、先進(jìn)核能技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承辦的 “核反應(yīng)堆熱工水力仿真技術(shù)前沿探索與實(shí)踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應(yīng)堆仿真領(lǐng)域的最新進(jìn)展與挑戰(zhàn)，吸引了近300位行業(yè)專家及在校學(xué)生的關(guān)注。
中國核動力研究設(shè)計(jì)院反應(yīng)堆工程研究所副所長、中國核學(xué)會核反應(yīng)堆熱供流體力學(xué)分會的理事長
