【摘要】：電子產(chǎn)品在運輸、服役過程中受到復雜環(huán)境的綜合影響,如溫度循環(huán)、隨機振動、沖擊、電磁、濕度等綜合應力共同作用加速產(chǎn)品失效。為確保設計、生產(chǎn)的電子產(chǎn)品滿足既定的使用壽命要求,研究電子產(chǎn)品考慮多失效模式耦合下的壽命預測具有非常重要的意義,能夠為電子產(chǎn)品的壽命預測和試驗提供技術支撐。本文主要分析了電子產(chǎn)品的失效物理理論,重點討論了電子產(chǎn)品的典型失效模式與失效機理,以及電子產(chǎn)品在溫度循環(huán)、隨機振動循環(huán)、電應力單獨作用下的壽命預測模型。在失效物理的壽命預測的基本假設和建模方法的基礎上,給出了多失效機理耦合下的壽命預測流程及方法。研究了熱疲勞失效、振動疲勞失效兩種失效模式耦合作用下的失效機理,并采用線性累積損傷方法和漸進損傷疊加方法兩種方法,對溫度循環(huán)與隨機振動循環(huán)耦合的電子產(chǎn)品失效壽命進行預測。對球柵陣列封裝的BGA(Ball Grid Array)器件用作分析,通過建立有限元模型進行焊點的應力應變分析,然后利用本文提出的流程及方法預測該產(chǎn)品在綜合應力作用下的失效壽命。將仿真結果與Haiyu Qi完成的試驗結果進行對比,驗證本文提出的方法的可行性和準確性。綜上所述,本文從失效物理的角度分析了其失效的原因,通過理論建模、仿真分析和試驗對比,研究了考慮多失效機理耦合下的電子產(chǎn)品壽命預測方法。本文的研究成果將對復雜環(huán)境中,多失效模式共同作用導致電子產(chǎn)品失效壽命的預測研究應用具有借鑒意義。
[Abstract]:In the course of transportation and service, electronic products are affected by complex environment, such as temperature cycle, random vibration, shock, electromagnetic, humidity and so on. In order to ensure the design of electronic products to meet the established service life requirements, it is of great significance to study the life prediction of electronic products under the coupling of multiple failure modes. Can provide technical support for life prediction and testing of electronic products. In this paper, the failure physics theory of electronic products is mainly analyzed, and the typical failure modes and failure mechanisms of electronic products are emphatically discussed, and the life prediction models of electronic products under the action of temperature cycle, random vibration cycle and electrical stress alone are also discussed. Based on the basic assumptions and modeling methods of life prediction in failure physics, the process and method of life prediction under the coupling of multi-failure mechanism are presented. The failure mechanism of thermal fatigue failure and vibration fatigue failure under the coupling of two failure modes is studied. The linear cumulative damage method and the progressive damage superposition method are adopted. The failure life of electronic products coupled with temperature cycle and random vibration cycle is predicted. The BGA (Ball Grid Array) device packaged by spherical grid array is analyzed. The stress-strain analysis of solder joint is carried out by establishing a finite element model, and then the failure life of the product under the action of comprehensive stress is predicted by the flow and method proposed in this paper. The simulation results are compared with the experimental results completed by Haiyu Qi to verify the feasibility and accuracy of the proposed method. In conclusion, the reason of failure is analyzed from the point of view of failure physics. Through theoretical modeling, simulation analysis and experimental comparison, the method of life prediction for electronic products considering the coupling of multi-failure mechanism is studied in this paper. The research results of this paper will be useful for the prediction and application of failure life of electronic products caused by multiple failure modes in complex environment.
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB114.3

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本文編號：2462272