微电子封装中焊锡接点的界面应力奇异性

采用界面力学理论计算了不同形状的含铅/无铅焊锡接点界面应力奇异性指数,建立了焊锡接点的有限元模型,计算了线弹性、弹塑性和Johnson-cook材料模型的界面应力分布.结果表明:随着焊锡接点接触角的增加,界面应力奇异性增强;Sn37Pb/Cu界面比Sn3.5Ag/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面的应力奇异性明显;弹塑性变形和应变率效应降低界面应力.     

应变率效应对无铅焊锡接点跌落冲击力学行为的影响

采用应变率相关的Johnson-Cook材料模型和率无关的弹塑性模型分别计算了跌落/冲击载荷下焊锡接点的应力及应变,研究应变率对焊锡接点力学行为的影响,预测了焊锡接点的破坏情况,并与动态4点弯曲实验结果进行了比较.结果表明:焊锡材料的应变率效应对电路板的挠度几乎没有影响,但对焊锡接点的应力及应变有较大影响;不考虑应变率效应的弹塑性模型低估焊锡接点的应力值而高估等效塑性应变值;采用率相关的Johnson-Cook模型能更好地预测焊锡接点的力学行为,能较真实地预测焊锡接点的破坏情况.     

基于MATLAB的半正弦波跌落冲击试验模型分析

半正弦波跌落冲击试验因其垫层的硬非线性而难于求解。通过建立非线性半正弦波跌落冲击试验的数学模型，并通过MATLAB平台进行该试验模型的数值仿真，得出了跌落冲击试验台面与垫层碰撞瞬间的a—t曲线，与试验数据进行了比较，从而验证了模拟结果的正确性，表明该非线性半正弦波跌落冲击试验模型是可行的。     

功率循环下CSP封装结构焊点的寿命预测分析

采用非线性有限元方法，分析了CSP封装形式的焊点在给定功率循环下的应力应变．单一内变量的统一粘塑性Anand本构方程，描述了63Sn37Pb焊料的粘塑性变形行为．考虑封装体内温度梯度的存在，更加真实地模拟芯片实际发热机制，采用间接法将CSP功率循环模拟方法具体分为瞬态热分析和热应力分析两个阶段．热分析得到的温度场分布结果作为热应力分析的栽荷．通过基于以能量为基础的疲劳寿命预测公式预测焊点的失效循环数．对1／8CSP模型作寿命预测，并和简化模型作比较分析．结果表明，两者焊球温度分布和等效应力基本一致，焊球失效循环数相差不起过5％．     

电子封装用高导热金刚石/铜复合材料的研究进展

金刚石/铜复合材料由于具有热导率高、热膨胀系数低等优异的特性,已经逐步替代传统的散热材料,成为新一代电子封装材料。近年来,价格不断下降的人造金刚石和铜这种相对价格低廉的金属结合,实现人们对电子封装材料性能优越、成本可控的要求。介绍了金刚石/铜复合材料的主要制备方法以及如何改善与提高这类材料的热导率。然而,对于当前工业化的迅猛发展以及5G时代的到来,如何实现高热导率的金刚石/铜复合材料的大规模工业生产,仍然是一个挑战。     

叠层CSP封装的振动模糊可靠性分析

由于叠层CSP封装的复杂性,其振动特性很难用精确的理论模型表示。同时,由于传统的共振准则没有考虑到系统的变异性和模糊性,导致分析结果与真值具有较大偏差。该文利用有限元法方法建立叠层CSP封装振动分析模型,并求解其振动特性;在此基础上充分考虑系统的模糊性,对振动可靠性模型进行模糊处理,利用模糊理论建立其振动模糊可靠性理论模型。通过算例验证了振动模糊可靠性理论模型的有效性和可行性。     

微电子封装中焊点的电迁移现象分析与研究

综述了当前对微电子封装中焊点的电迁移现象及其影响因素的研究现状,分析了电流密度、温度和合金成分对电迁移失效过程的影响,以及电迁移对焊点力学性能、疲劳强度和焊点断裂机制的影响.研究发现,电迁移显著降低焊点的力学性能,对微焊点平均拉伸强度的影响存在尺寸效应,明显地降低了微焊点的振动疲劳寿命,且电迁移使微焊点的断裂机制由塑性断裂转向脆性断裂.     

系统级封装中穿透性硅通孔建模及分析

针对系统级封装技术（SIP,system in package）详细分析了穿透性硅通孔（TSV,through silicon via）的半径、高度和绝缘层厚度等物理结构对于三维系统级封装传输性能的影响,提出了TSV吉赫兹带宽等效电路模型,并提取出其电阻、电容、电感等无源元件值,对于所提出的电路模型进行了时域分析,仿真给出了眼图。     

热振加载条件下电子封装结构的疲劳寿命分析

以包括塑料球栅阵列封装和单电源电平转换芯片封装结构的某基板为研究对象,为了计算其在热振耦合加载条件下的疲劳寿命,基于递增损伤叠加法提出了一种改进的热振耦合载荷作用下的疲劳寿命计算方法。该方法应用Anand统一粘塑性理论描述焊点材料在热循环加载条件下的力学行为,并基于热循环载荷频率修正后的Coffin-Manson方程计算热循环寿命。计算出不同温度环境中的随机振动损伤,以各温度在热循环载荷中所占的时间分数为权对各个随机振动损伤进行平均,将随机振动平均损伤与热循环损伤进行叠加,得到总损伤,进而得出疲劳寿命。研究结果表明,在一定的热振载荷加载条件下,研究对象的疲劳寿命满足使用要求。     

功率载荷下叠层芯片封装热应力分析

应用有限元分析软件ANSYS,模拟功率载荷下叠层芯片封装中各层的温度和应力分布.分析结果表明,下层芯片最高温度、最大等效应力和剪应力分别为412.088 K,143 MPa,65.4 MPa,下层芯片的边角处应力和剪应力值最大,也是芯片最容易破坏和开裂的位置.     

外伸端板型半刚性钢节点的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对外伸端板型半刚性钢节点进行了弹塑性有限元计算,分析了节点中端板厚度及螺栓直径对钢节点初始转动刚度、弹性极限弯矩和转角及塑性极限弯矩和转角的影响,从而提供了一些在外伸端板钢节点设计时值得思考的问题.     

层合板机械连接有限元分析

本文采用有限元法,对单列紧固件和多列紧固件情况下的复合材料层合板机械连接进行了分析。得出了其孔边的应力集中情况,应力分布情况,以及多列紧固件连接时接头的载荷传递情况。并分析了多种铺层的影响,得到了一些有意义的结论。     

单向荷载下高强混凝土框架边节点的受力性能

论述了高强混凝土框架边节点单调荷载下的非线性受力性能。高强混凝土选用基于等效单轴应变的增量式正交异性混凝土模型,高强混凝土单轴受力下的应力-应变关系,钢筋应力-应变关系采用弹塑性模型,高强混凝土和钢筋之间采用双垂直弹簧模型,编制了二维非线性有限元分析程序,并用此程序计算了在单调荷载下四榀高强混凝土框架节点试件,计算结果与试验结果均吻合较好,从而为混凝土框架边节点在地震荷载作用下受力性能提供理论依据。     

高速冲击下人体颈椎与椎间盘接触应力分析

建立了人体头颈部有限元生物力学模型,并在颈椎与椎间盘问设置接触．以15g加速度裁荷施加于头颈部有限元模型的头部,进行高速冲击有限元分析,得出颈椎与椎间盘的接触应力分布情况．结果表明：高速冲击下C6、C7间易发生椎间盘突出;在头颈部有限元模型中设置接触奈件,可以更好地模拟头颈部的生理特性和动力学响应情况．     

断续节理岩体的坝肩稳定研究

本文采用有限元法,研究了拱坝坝肩稳定问题。着重探讨了断续节理岩体的非线性分析方法、根据凝聚力和摩擦力强度储备系数的最不利组合推求坝肩整体安全度等问题,获得了较为满意的结果。     

单搭胶/螺栓混合连接结构的应力分布与载荷分配

针对平衡单搭胶/螺栓混合连接结构及其对应胶连接、螺栓连接结构,通过逐步构建其各自对应的精确三维有限元分析模型的方法对比分析了三种连接结构的应力分布。首先构建了胶连接分析模型,其胶层应力计算结果与采用已有文献理论分析模型计算结果比较吻合,验证了计算模型的准确性;在上述模型基础上继而构建了胶/螺栓混合连接分析模型,对比分析了采用两种胶材料的混合连接相对于对应单种胶连接层应力分布的变化,并计算了混合连接胶层与螺栓的承载比例,发现采用酚醛树脂胶的混合连接与对应胶连接胶层应力分布几近一致,螺栓分载很少,而采用丙烯酸酯胶的混合连接胶层剪切应力得到极大程度降低且螺栓得到了较大分载;最后构建了混合连接对应的螺栓连接分析模型,比较了两者应力水平和应力集中程度,发现前者明显低于后者,混合连接胶层的加入有缓解连接孔边应力集中的作用。提出混合连接可采用低模量胶材料以使胶层与螺栓共同分载,从而达到比传统连接方式更好的连接性能。     

基于模态分析的印制电路板振动可靠性研究

采用有限元方法对印制电路板进行了模态分析,依据有效模态质量和模态振型分析了振动环境下配制电路板的薄弱环节．根据印制电路板的特点建立了有限元模型,通过模态分析得到了各阶固有频率与固有振型,然后利用有效模态质量找出了对系统响应影响较大的各阶模态．模态分析结果显示,该印制电路板的固有频率偏低．本文从安装方式和印制电路板材料属性方面分析了提高印制电路板固有频率的方法,通过改进设计能够有效地提高其振动可靠性．