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ANSYS+PBGA器件无铅焊点优化设计(11)

时间:2022-02-04 20:40来源:毕业论文
BT基板 PCB 焊料 长x宽(mm) 2。8*2。8mm 2。8*2。8mm 3*3mm 6*6mm 半径0。3mm 厚度(mm) 0。3mm 0。1mm 0。6mm 1mm 由于建立的是三维模型,而且选取的结构并不复杂,

BT基板 PCB 焊料

长x宽(mm) 2。8*2。8mm 2。8*2。8mm 3*3mm 6*6mm 半径0。3mm

厚度(mm) 0。3mm 0。1mm 0。6mm 1mm

由于建立的是三维模型,而且选取的结构并不复杂,故而采用实体建模的方法。首先选择单元类型为Solid 186,建立5个单元分别为芯片、粘结剂、基板、焊点、PCB,输入这五个单元的材料参数以及设定焊点的载荷为Creep only,输入蠕变系数C1=44100、C2=5*10 -9、C3=4。2、C4=5412K。设置完参数之后,根据尺寸大小进行建模,先确定焊点半径为0。3mm,再根据焊点位置将芯片、粘结剂、BT板、PCB板的模型画出来,将焊点与基板和PCB板重合的部分减去,将所有单元用布尔运算进行总和,将焊点在横向和纵向进行复制,形成2*2排列,利用布尔运算将所有单元进行总和成为一个实体模型。对实体模型模型进行网格划分,网格划分后,共有24378个单元。在对整体有限元模型网格划分好之后,对求解结构进行X、Y、Z三个坐标方向施加约束。

4。4 模拟结果和分析

经过10800秒的计算后,得到应力分布图,首先对整体结构发生的位移变化进行分析,如图4-3、4-4、4-5分别表示的整体的三维模型在X方向、Y方向以及Z方向方发生的位移变化量。图4-6则是整体结构的位移矢量和。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

图4-3  PBGA三维模型在X方向上的位移量

从图4-3可以看出X方向上最大量位移基本都是在基板上;从图4-4可以Y方向上产生的位移最大的位置是右下角焊点与基板接触的部位;从图4-5可以看出Z方向上产生的位移最大量的位置为芯片。从图4-6上可以看出,基本在X和Z的正方向上位移量呈增大趋势,最大量位置为对角焊点接触的基板处,同时粘结剂和芯片的位移量也很大,说明这三个部位都受到了向外的拉应力,其中与右下角焊点接触的基板处发生的变形最明显,这是因为在整体结构蠕变的过程中,焊点收到温度变化产生应力,对基板也造成了应力,如果整体结构产生的变形达到一定的程度,就会致使焊点产生明显的断面导致焊点失效以及整个结构被破坏。

从图4-3至4-6可以得到结论:在整体模型结束热循环之后,PBGA产生变形最大的位置是芯片BT基板与右下角焊点交界处的边缘,且最大位移量达到了0。0003772m。

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