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

最基本的假設(shè)是，，通過引腳接觸表面的熱傳播，或者它和ＰＣＢ板之間的焊點(diǎn)接觸逡逑可以以準(zhǔn)？維的方式進(jìn)行建模。通常來說，在引腳上每一個(gè)焊點(diǎn)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(jiǎn)化模型熱傳遞爾意閣逡逑給定的熱流密度ＰＳｉ邋（單位Ｗ）會(huì)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(jì)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(shè)？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(gè)在接觸表面上符合上述熱ｍ抗響應(yīng)的科爾模型，將介逡逑后文的３．２章節(jié)中進(jìn)行論述。逡逑１７逡逑

成等價(jià)的ＦＥ模型。對(duì)于每個(gè)ＲＣ階段，將牛＿成一個(gè)在ＦＥ模型中帶打絕熱側(cè)壁的虛擬Ｍ。逡逑為了保證對(duì)ＬＥ和ＦＥ模型相同的一維熱阻抗響應(yīng)，我們應(yīng)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(jiǎn)化建模方法示意圖逡逑假定接觸面Ａ，，計(jì)算其位置的熱阻抗，得到等效的科爾Ｎ絡(luò)。如果有ｎ個(gè)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(shè)的材料也包括了在Ｋ’Ｂ邐圃的原始梭型中設(shè)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(wǎng)格約束的。當(dāng)相鄰層的厚度相似時(shí)，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就會(huì)被放松。品然，這個(gè)等價(jià)的模型不逡逑能被劃分為獨(dú)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(jiǎn)逡逑化過程。逡逑３．２科爾網(wǎng)絡(luò)模型的選定逡逑在簡(jiǎn)化的ＦＥ模型屮
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661731