發(fā)布時間：2020-05-13 09:21

【摘要】：本文主要的內容是某型產品中的電路板在復雜環(huán)境下的可靠性理論分析和可靠性試驗研究。課題來源于實際科研生產需求。首先對電子設備的工作環(huán)境進行了分類,對導致電子設備失效的主要環(huán)境因素(即振動和溫度)進行了分析與研究。并對可靠性分析理論與方法進行了歸納與總結。隨后提出了一種一維簡化有限元建模方法,應用于芯片的熱可靠性有限元建模與分析。分別對兩種不同邊界條件下的有限元原始模型和簡化模型的分析計算結果進行了對比,確定了這種一維有限元簡化建模方法的有效性。然后研究了試驗過程中對電路板使用壽命的預計方法。提出了應用Mason-Coffin方程對三種不同類型的電路板進行壽命預計,并對比試驗結果,證實了這種方法的可行性。最后針對某電路板的安裝固定方式,進行了振動有限元仿真分析與試驗研究,選擇了固定其四邊的安裝方式;針對某電路板高溫工作環(huán)境下故障率高的情況,進行了溫度有限元仿真分析與試驗研究,選擇一種可行的散熱方式對目標位置芯片進行降溫,并測得實際使用過程中的故障率下降了 50%。
【圖文】：

最基本的假設是，，通過引腳接觸表面的熱傳播，或者它和ＰＣＢ板之間的焊點接觸逡逑可以以準？維的方式進行建模。通常來說，在引腳上每一個焊點與電路板的接觸面都如逡逑下圖３．２所示：逡逑／熱流逡逑圖３．２原始模型和簡化模型熱傳遞爾意閣逡逑給定的熱流密度ＰＳｉ邋（單位Ｗ）會傳遞過第ｉ層接觸而，接觸面本身的平均溫度是ＴＳｉ逡逑（單位Ｋ），則第ｉ層接觸面熱阻（單位Ｋ／Ｗ）計算如下：逡逑ｚ，邋＝邋Ｔｓ．ｉ：Ｉａ．ｍｂ邐（３．１）逡逑ＰＳｉ逡逑丨．式扛假設？維熱傳遞的條件下描述／接觸表面的熱行為，參考溫度Ｔａｍｂ足環(huán)境榀逡逑度（中．位ｋ），，卜少是獲得一個在接觸表面上符合上述熱ｍ抗響應的科爾模型，將介逡逑后文的３．２章節(jié)中進行論述。逡逑１７逡逑

成等價的ＦＥ模型。對于每個ＲＣ階段，將牛＿成一個在ＦＥ模型中帶打絕熱側壁的虛擬Ｍ。逡逑為了保證對ＬＥ和ＦＥ模型相同的一維熱阻抗響應，我們應確定材料的性能。上述過程逡逑如下圖３．３所示：逡逑Ｓｔｅｐ邋０邐Ｓｔｅｐ邋１逡逑Ａｉ邋ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ邐Ｃａｕｅｒ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ逡逑＾邋ａｍｂ逡逑ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ邋￣ｔ逡逑ｂｙ邋ｓｔａｃｋ邐—邋／邐１邐，逡逑ｉＳＥＫ邐邋＊邐＊邐１邐ａｍｂ逡逑Ｔａｍｂ邐N逡逑圖３．３簡化建模方法示意圖逡逑假定接觸面Ａ，，計算其位置的熱阻抗，得到等效的科爾Ｎ絡。如果有ｎ個階段（上逡逑圖中的ｎ＝３），將在ＦＥ模型中生成ｎ種材料ｉｍ、ｍ２、…ｍｎ。需耍注意的是，堆棧的底逡逑部是同定在Ｔ邋＝邋Ｔａｍｂ上的，這一堆假設的材料也包括了在Ｋ’Ｂ邐圃的原始梭型中設定逡逑的邊界條件的影響。逡逑如上圖所示，ｘｙ平面上的橫截面面積是由接觸面固定的，而每一層的厚度都是考慮逡逑網格約束的。當相鄰層的厚度相似時，結構網格就會被放松。品然，這個等價的模型不逡逑能被劃分為獨立的邊界條件（ＢＣＩ）模型［４７１１４８］。如果邊界條件發(fā)生變化，必須Ｍ新執(zhí)行簡逡逑化過程。逡逑３．２科爾網絡模型的選定逡逑在簡化的ＦＥ模型屮
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN41

【參考文獻】

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本文編號：2661731