針對(duì)玻璃光纖埋入撓性光電印制板光纖的熱應(yīng)力問(wèn)題。建立了撓性光電印制板三維有限元分析模型,在SnAgCu無(wú)鉛焊料回流焊接工藝條件下,采用有限元熱力學(xué)分析方法,利用Comsol軟件分別對(duì)撓性光電印制板內(nèi)部光纖埋入矩形、U型、梯形三種槽型結(jié)構(gòu)時(shí)光纖的熱應(yīng)力值進(jìn)行了研究。分析結(jié)果表明,光纖最大熱應(yīng)力出現(xiàn)在光纖兩端區(qū)域;埋入無(wú)涂覆層玻璃光纖時(shí),采用U型槽埋入光纖,光纖所受最大熱應(yīng)力值是116. 8 MPa,為三種結(jié)構(gòu)中的最小;埋入涂覆層玻璃光纖時(shí),采用矩形槽埋入光纖,光纖所受最大熱應(yīng)力值最小為100. 99 MPa;三種槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)光纖端面在X、Y、Z三個(gè)方向的最大位置偏移量均小于1μm。研究結(jié)論對(duì)設(shè)計(jì)撓性光電印制板光纖埋入結(jié)構(gòu)具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

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圖2 撓性光電印制板三維有限元模型

由于光纖徑向與軸向尺寸、基板長(zhǎng)寬尺寸差距較大，為了降低計(jì)算機(jī)資源建�？s小了基板尺寸，撓性光電印制板仿真模型整體長(zhǎng)寬尺寸為4000μm×2000μm;不考慮加工誤差，模型開槽深度為恰好將光纖完全埋入，頂部各層厚度參數(shù)如圖2b所示，整個(gè)撓性光電基板厚度為298μm。有限元模型各部....

圖3 SnAgCu回流焊接溫度曲線及有限元網(wǎng)格劃分模型

圖5顯示了回流峰值溫度時(shí)光纖的應(yīng)力分布云圖，由于基板整體結(jié)構(gòu)對(duì)稱，由應(yīng)力分布云圖可知4根陣列光纖的應(yīng)力分布基本相同，光纖最大應(yīng)力出現(xiàn)在光纖兩端面處其值為126.25MPa，在光纖端面處的4個(gè)斜對(duì)角區(qū)域應(yīng)力集中明顯，因填充膠與光纖的物理性質(zhì)不同，由界面應(yīng)力可知，在外力作用下，兩個(gè)....

圖4 光纖最大應(yīng)力隨回流時(shí)間/溫度變化關(guān)系曲線

圖3SnAgCu回流焊接溫度曲線及有限元網(wǎng)格劃分模型圖5矩形槽光纖vonMises應(yīng)力云圖

圖5 矩形槽光纖von Mises應(yīng)力云圖

圖4光纖最大應(yīng)力隨回流時(shí)間/溫度變化關(guān)系曲線圖6為四根陣列光纖由端面沿軸向在回流峰值溫度時(shí)刻的最大應(yīng)力分布曲線。從圖可以看出光纖中間部位所受最大應(yīng)力較為均衡，在光纖端部區(qū)域應(yīng)力從端面沿軸向出現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(shì)，因?yàn)轶w積相對(duì)較大的撓性基板端面處于自由狀態(tài)，在溫度載荷下基板....

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