集成电路封装的三维热模拟与分析

以有限元方法为基础的计算机模拟技术在集成电路封装热设计中是一种重要的热模拟和分析工具。本文运用有限元方法对多热源条件下集成电路封装的热场进行了模拟和分析。模拟结果与测量值非常接近，证实了模拟方法的有效性。模拟结果表明：在本模拟条件下，由芯片到封装外壳底面的热通路为散热的主要通道，其它表面的对流条件对热场分布影响不大。     

耐火材料有限元热分析与热应力分析研究进展

在对基于有限元数值仿真技术进行介绍的基础上,总结了耐火材料有限元热分析与热应力分析的发展概况,介绍了国内外在耐火材料方面应用有限元技术所做的大量工作,同时,也指出了其存在的问题和应用前景.     

复合材料T型整体化结构固化翘曲变形模拟

针对复合材料T型整体化结构固化成型的工艺过程,分析了结构经固化而导致翘曲变形的原因;建立了整体化结构翘曲变形预测的理论模型及分析方法; 运用有限单元法计算了T型结构件的内部温度和固化度的分布,以及由于内部化学反应放热、固化引起的体积收缩和材料各个方向热膨胀系数的不一致而导致的结构翘曲变形量,同时考虑了树脂在固化过程中材料参数随着固化度的变化而变化;并研究了翘曲变形与T型结构件尺寸之间的关系。研究表明,选择合适的角材高度、宽度以及倒角半径可以有效地降低结构的翘曲变形。     

双边扁平无引脚封装翘曲和应力有限元分析与优化

双边边坡无引脚DFN在焊接封装期间,封装材料往往会在焊接高温的影响下出现翘曲和应力情况,对半导体相关芯片的可靠性形成负面影响。该文对DFN封装技术进行了概述,提出了基于DFN封装翘曲和应力分析建立有限元模型的方法,通过仿真模拟的方式对杨氏模量、热膨胀系数等材料的基础参数、封装体厚度、芯片厚度等材料尺寸参数对翘曲应力的影响情况进行了分析论证,可为DNF封装产品生产设计单位提供参考。     

非导电胶膜互连的液晶显示屏翘曲模拟

为研究非导电胶膜封装的液晶显示屏可靠性,用有限元法分析玻璃覆晶模块的温度及应力场.建立玻璃覆晶模块的三维模型,应用热-力耦合分析的顺序耦合法求解热压键合、卸载冷却过程中的模块翘曲和热应力分布.结果表明,热压键合是近稳态的热过程,凸点附近的玻璃基板和芯片温度一致,非导电胶膜在固化过程中吸收热应力、松弛热应变,玻璃覆晶模块的内部温差小、翘曲量小;卸载冷却是非稳态的热过程,模块中各点的温度相差较大,但随时间而逐渐下降并趋于一致,玻璃覆晶模块的内部温差大、热应力大、翘曲量大.减小热压键合过程中的机械载荷和卸载冷却过程中模块的温差,有利于降低液晶显示屏内部的残余热应力及翘曲.     

造桥机结构的有限元仿真分析

为了研究造桥机的静力学性能,利用ANSYS有限元软件对造桥机进行有限元分析,并对造桥机进行静力学试验.首先介绍了造桥机的整体结构和工作原理,然后建立造桥机的有限元模型,接下来对造桥机的移机就位、制梁前、制梁和调移下导梁等具有代表性的工况进行静力学性能仿真分析,并对分析结果进行详细的论述.最后,对造桥机进行一系列静力学性能试验,结果表明:利用ANSYS对造桥机进行的静力学性能分析结果与试验结果较为吻合,对造桥机的设计和生产具有积极的指导意义.     

压电换能器的热仿真分析

压电换能器在工作过程中的发热,不仅会引起换能器的性能下降,而且还可能导致换能器失效.基于传热学的基本理论,应用ANSYS有限元分析软件,建立了压电换能器的热分析模型.采用有限差分的数值求解方法,对换能器的整体温度场进行了求解,分析了前后质量块采用不同材料的Langevin换能器的温度场分布规律,为大功率压电换能器的散热和性能优化方法的研究提供了基础.     

基于有限元分析的可循环拉链邮袋仿真模拟研究

目的 设计质量、强度满足使用的可循环拉链邮袋,代替一次性邮袋,实现绿色发展理念。方法 设计可循环拉链邮袋结构,基于有限元分析模拟拉链邮袋实际应用中真实物理系统。分析拉链邮袋在材质、夹具固定方式、负载3种影响因素下的应力、应变、变形情况,比较仿真结果,确定可循环拉链邮袋材质并验证。结果 不同材质下,涤纶树脂(PET)变形量较小,高密度聚乙烯(HDPE)次之,聚丙烯(PP)变形量较大。不同固定方式下,袋口两短边夹具固定,袋口应力较集中,最大位移和应变较大,袋口四边夹具固定袋口变形较小、应力较小。不同负载下,负载与应力、位移、应变三者变化呈正相关,最大应力、位移、应变出现的位置较为稳定。结论 借助有限元分析模拟拉链邮袋实际应用中受力情况,分析不同材质、夹具固定方式、负载情况下,可循环拉链邮袋力学性能,节省人力、物力,为实际应用提供依据,同时,证明了涤纶树脂(PET)可应用于可循环拉链邮袋的制作,为绿色、环保、可降解、可循环拉链邮袋的制作奠定基础,对限塑、绿色发展有着重要的意义。     

并联机床的仿真建模与分析

并联机床的显著性能是动态性能好。设计其参数之前的关键任务是刚度制定和分析。首先,通过执行虚拟样机的方法建立有限元分析模型。然后,通过敏感性分析来确定影响系统刚度的关键参数。最后,为并联机床的进一步优化设计提出见解。     

电磁炉包装件的振动特性仿真分析

考虑到泡沫衬垫材料的非线性特性,应用有限元软件ANSYS Workbench的瞬态动力学模块,对电磁炉包装件在运输过程中的振动特性进行了计算机仿真,得到了包装件的加速度及缓冲衬垫的动态应力-应变云图,并通过定频振动试验,验证了仿真结果的准确性。     

洗衣机运输包装件的跌落仿真分析

利用ANSYS/LS-DYNA 软件对洗衣机运输包装件进行跌落仿真试验,获得平跌落情况下洗衣机运输包装件的应力、应变的变化规律,为洗衣机运输包装结构强度理论的探讨和结构的优化设计提供了指导.     

液晶显示屏包装件跌落仿真分析及结构优化

目的 探究液晶显示屏包装件的跌落仿真分析方法,根据仿真分析和辅助结构设计进行优化改善.方法 根据液晶显示屏的包装形式,创建显示屏包装件的3D模型,运用Ansys LS-DYNA动力学模块对包装件进行z向面跌落仿真.通过材料所受等效应力识别存在失效风险的材料,并对材料结构进行优化改善.结果 通过跌落仿真分析,发现托盘挡墙位置承受了较大应力.其中最大等效应力为67.9 MPa,大于材料屈服强度;有效塑性应变为0.046,大于材料屈服点对应塑性应变,材料存在一定破损失效风险,需要对托盘结构进行优化来增加其支撑强度.结论 通过跌落仿真分析与跌落试验对比,验证了跌落仿真方法的可靠性,通过仿真分析找到托盘较优力学结构,通过试验验证了结构的合理性.     

红酒包装跌落仿真分析及优化设计

目的研究红酒包装跌落状态下的应力和变形情况,对缓冲衬垫进行优化设计。方法运用Ansys Workbench建立红酒包装的实体模型,并进行跌落的仿真模拟,根据结果分析包装的受力以及变形情况。以衬垫底座厚度和衬垫壁高度为设计变量,以整体变形、衬垫质量为优化目标,对红酒包装进行多目标优化设计。结果包装件的最大变形量为137.01 mm,优化后的衬垫底座厚度为23.06 mm,衬垫壁高度为183.1 mm。结论在衬垫质量基本不变的前提下,找到了最优方案,进一步提高了对红酒的保护能力,降低了红酒在跌落时的破损率。     

JG3军用合成制动液运输包装跌落仿真分析

目的研究JG3军用合成制动液在不同厚度瓦楞纸箱运输包装情况下,角跌落过程对包装箱内部制动液吹塑桶小包装应力、应变的影响。方法利用ANSYS/LS-DYNA软件,对不同厚度瓦楞纸箱运输包装的JG3军用合成制动液进行角跌落仿真实验,获取内部制动液吹塑桶小包装的有效应力及塑性应变数据,分析不同运输包装条件下制动液吹塑桶小包装的应力、应变特点。结果随着瓦楞纸箱运输包装厚度的增大,相同角跌落条件下,包装箱内的制动液吹塑桶小包装总体应力、塑性应变变小;在最厚的瓦楞纸箱包装条件下,部分制动液吹塑桶小包装存在应力、塑性应变集中区域。结论瓦楞纸箱运输包装对内装物的保护作用并非瓦楞厚度越大越好。     

薄型烟机包装实验室测试与跌落仿真分析

目的 研究薄型烟机包装跌落状态下的变形问题,并根据测试及仿真分析结果提出整改方向和具体措施。方法 根据运输包装件跌落试验方法确定导致产品变形的跌落工况,基于Creo和Ansys Workbench软件进行产品包装件跌落仿真分析,得到产品的位移及应力分布。结果 扫频测试共振频率与模态分析固有频率一致,证明了有限元模型建立的正确性;跌落过程中能量守恒证明了分析结果的正确性;最大位移分布于滤网、蜗壳、电机上,最大应力分布于产品外壳上;实验室测试与仿真分析得到的加速度随时间的变化趋势基本相同。结论 分析产品跌落变形问题可采用实验室测试与有限元仿真分析相结合的方法,全面评价产品变形情况和应力集中现象。解决薄型烟机变形问题可通过增加衬垫、改进产品结构等方式实现。有限元模型的验证和分析过程中的能量守恒能够保证有限元分析结果的正确性。     

数值模拟在大功率LED封装热分析中的应用现状

综述了采用计算机模拟方法研究芯片衬底材料及厚度、键合材料及厚度、热沉材料及厚度、透镜材料、散热肋片结构、榆入功率、空气对流换热系数、外加热管等对大功率LED散热性能影响的现状.芯片的结温随衬底材料、热沉材料热导率的升高呈先快速降低而后缓慢降低的趋势,选用热导率高的键合材料会对降低芯片结温起到一定作用,而透镜材料对LED散热性能的影响较小.LED的输入功率与芯片结温呈正比关系,散热器结构与散热方式会时LED散热性能有不同的影响.此外,还指出了提高大功率LED散热能力的途径.     

某型号液晶电视包装件角跌落仿真及屏碎分析

目的 为了提高液晶电视的包装在跌落过程中的保护作用,增加产品安全性。方法 采用三维建模软件Creo建立液晶电视零部件及包装三维实体模型,导入LS-DYNA进行有限元仿真分析,并通过液晶电视跌落试验验证了跌落仿真分析的可行性。基于仿真结果在LS-DYNA中重新建模,有针对性地设计新的包装结构。将改进后的包装件进行相同的跌落模拟,对比改进前后结果。结果 对液晶电视包装件进行角跌落自由落体的工况下的跌落仿真分析,结果显示,改进包装前液晶面板z方向的加速度峰值最大,最大可达到250g,改进包装后各方向峰值都相应减少,其中面板z方向加速度峰值降低了64%,同时液晶面板Mises应力最大值减少了10%。结论 有限元仿真分析能较为准确地反应实际跌落工况,并能获得液晶电视跌落冲击中任一时刻各部件的Mises应力和变形,对包装的设计改进具有指导意义,改进的包装结构能对液晶电视起到更好的保护作用。     

A Modern Technique of Transportation Simulation for Package Performance Testing

The paper reviews some of the current methods and proposes a new concept of assessment of hazards in road transportation and their physical simulation in the laboratory. In contrast to the standard approach in which acceleration is the primary data, the new method depends on a knowledge of road profile (roughness) and a numerical simulation model of the interactions between road and vehicle. Monitoring the transportation environment will consist of sampling the vehicle speed and simultaneously tracking its route by means of a GPS device.     

运输包装件低气压振动模拟试验方法

目的 在常温下通过控制低气压和振动双危害因素,研究一种模拟运输的试验方法,用于评估物流包装对产品的保护性能.方法 研发一种低气压振动试验装置,将其与振动系统相结合,在实验室内模拟高原运输或飞机运输中的低气压环境条件.实现一种能够在特定的温湿度下控制低气压和振动综合环境因素的试验方法.结果 低气压振动试验系统能够满足ISTA 3A中的试验要求,根据国内外低气压试验标准和随机振动试验标准,制定了低气压振动综合试验方法.结论 对于评价高海拔卡车、铁路和航空运输包装件的模拟试验提供了可行性依据.