薄型QFP封装热传仿真分析

文章采用有限元数值模拟方法,对薄型引脚式表面贴装QFP封装元件的详细模型进行数值模拟,分析了各种因素对封装体热阻的影响。结果表明：采用高导热印刷电路板,封装体热性能得到较大提高,θJA为35．74℃／W,但是不同类型的电路板对θJC,的影响不大。随着气流流速增大,高导热印刷电路板上封装体的θJA。由35．74℃／W降低至24．06℃／W,显示出极好的热传特性,并且当气流流速增大到一定程度时,θJA值趋于稳定。真实功率载荷条件下,该封装元件中芯片的最大等效应力为70．2MPa,低于芯片的最大断裂强度,并且其水平面的最大剪应力仅为25MPa,不会造成芯片和粘结层以及塑封层之间的分层破坏。     

CBGA组件热变形的2D-Plane42模型有限元分析

本文介绍有限元中的2D-Plane42模型在CBGA组件热变形中的应用，利用有限元的模拟CBGA组件的应变、应力的分布，通过模拟表明有限元法是研究微电子封装中BGA焊点、CBGA组件的可靠性的方法。     

CQFN封装结构的热疲劳寿命研究

基于陶瓷四边无引线（CQFN）封装结构,采用有限元仿真方法,针对实际外壳建立了三维有限元模型,对焊点在温度循环试验中的应力应变分布开展了研究,重点分析了印刷电路板（PCB）厚度、外壳尺寸大小、引出端形式和温度变动范围等对焊点的影响规律。采用Anand本构模型对铅锡焊点的粘塑性进行了表征,同时利用Coffin-Manson方程对CQFN封装结构在温度循环载荷作用下的热循环疲劳寿命进行了计算。研究表明,适当地增加PCB板厚度、合理地选取外壳外形尺寸及引出端的形式和尽量地降低温度变动范围,可以有效地提高焊点的热疲劳寿命。     

层叠封装热疲劳寿命的有限元法分析

针对典型的层叠封装建立了三维有限元模型,并采用有限元方法对封装在热循环载荷下的行为进行了数值模拟.在模拟计算中,Anand的粘塑性本构方程被用来描述SnAgCu焊球的力学行为.利用Engelmaier修正的Coffin-Masson疲劳公式对最易失效的焊球进行了寿命计算.结果表明,层叠封装中下层焊球的应力大于上层焊球,...     

基于ANSYS的电子组件有限元热模拟技术

随着电子组件集成化程度越来越高，单位何种内的热耗散程度越来越高，导致发热量和温度急剧上升，由于热驱动引起的机械，化学、电气等可靠性问题越来越严重，严重影响了产品的质量和可靠性，本文以大功率电子组件DC/DC电源变换器为例，提出了基于通用的大型有限元分析软件ANSYS进行热模拟分析方法，并利用实验结果对模拟结果进行了验证。     

电子封装结构有限元分析论文摘录

知网数据库显示,主题为电子封装结构有限元分析的论文共计2 000篇左右,论文发表数量较多的年份为2012,2011和2010年,其中以2012年最多约为400篇,这400篇中,与有限元热分析软件直接相关的论文,所用的CAE辅助设计软件基本都为ANSYS。这标志着ANSYS在电子封装领域和热-结构耦合分析领域的优势地位。以下为近年来发表的电子封装结构有限元分析领域的论文摘要,供参考。     

孔洞对BGA封装焊点热疲劳可靠性影响的概率分析

采用有限元分析、蒙特卡罗模拟和概率分析相结合的方法,研究了BGA(Ball Grid Array)封装焊点内部孔洞对焊点的热疲劳可靠性的影响规律。先用X-Ray检测仪对BGA封装进行无损检测,获得焊点内部孔洞尺寸及其分布规律,然后通过有限元软件建立BGA封装模型进行计算分析,针对危险焊点进行参数化建模,建立了含孔洞尺寸及位置呈随机分布的焊点有限元分析子模型。通过后处理获取塑性应变能密度作为响应值,构造随机孔洞参数与塑性应变能密度的代理模型,并运用蒙特卡罗随机模拟方法,研究了孔洞对焊点热疲劳可靠性的影响规律。结果表明,除了位于焊点顶部区域的小孔洞以外,大部分孔洞的出现都会提高焊点的热疲劳可靠性。     

3D MCM组件产品热分析技术研究

三维多芯片组件(3D MCM-Three Dimension Multi-Chip Module)是近几年正在发展的一种电子封装技术。在3DMCM封装中,随着芯片封装密度的增加,对其热分析与热设计技术就显得越来越重要了。文章利用有限元方法,通过Ansys软件工具对某静态存储器组件(3DMCM模块)内部温度场进行了模拟仿真,并与实验数据进行了对比,获得了很好的分析效果,为3DMCM的可靠性设计提供了技术支持。     

多芯片组件（MCM）的热模拟研究

介绍了MCM的封装热阻及相应的几种热阻计算方法。利用有限元分析软件ANSYS对多芯片组件(MCM)进行了热模拟。在常用两种MCM结构的热流模型基础上，分析并比较了这两种热模型差异及对散热的影响。根据ANSYS模拟结果，讨论了空气流速、基板热导率及其厚度、芯片粘结层热导率及其厚度对MCM封装热特性的影响，分析了控制MCM封装内、外散热的主要因素。     

大功率LED封装有限元热分析

介绍了有限元软件在大功率LED封装热分析中的应用,对一种多层陶瓷金属(MLCMP)封装结构的LED进行了热模拟分析,比较了不同热沉材料的散热性能,模拟了输入功率以及强制空气冷却条件对芯片温度的影响.结果表明当达到热稳态平衡时,芯片上的温度最高,透镜顶部表面的温度最低,当输入功率达到3 W时,芯片温度超过了150℃,强制空冷能显著改善器件的散热性能.     

QFP焊点可靠性研究

随着人们对健康和环境的要求越来越高,无铅焊料的研究倍受封装业的重视。塑性应变是影响电子封装焊点可靠性的主要因素,文章采用在多次温度循环条件下进行有限元数值模拟的方法,针对由不同元素(Sn,Pb,Ag,Cu)及配比构成的焊料,计算QFP焊点的塑性应变,定量评估其可靠性。给出焊料各参数对焊点可靠性的影响程度,仿真表明焊料激活能与气体常数的比值的变化对焊点可靠性影响最大,相应的焊点Y向塑性应变均值仅为优化前的11%。所得的结果可为今后QFP封装时的焊料选择提供新的理论依据。     

功率型白光LED封装的热分析

应用有限元方法研究了一种典型的白光LED封装结构的温度场、光波电磁场及热应力场的分布规律,分析结果表明:对支架式封装的功率型LED系统,当达到热稳态平衡时,在芯片上的温度达到最高,环氧透镜顶部表面的温度最低,对1 W功率芯片,在自然冷却时最高点与最低点温度差为5.4℃,在强制风冷时最高点与最低点温度差为2.5℃.LED温度场分布对光波电磁场有影响,芯片温度越高其发光强度下降也越快;温度引起的热应力主要集中在芯片附近,芯片与基板之间的焊料处也存在较大的应力.     

模态综合法在电子设备结构有限元分析中的应用

针对复杂电子设备整机级的结构有限元分析中出现的单元数量巨大,导致计算量大,模态分析和功率谱密度(PSD)分析难以完成的问题,采用子结构方法中的模态综合法简化有限元模型。该方法可以把大模型分为几个小模型来计算,使一般性能的计算机也可以分析较大规模的有限元模型;通过在某复杂电子设备的有限元分析过程中的应用,结果表明该方法计算结果准确,计算效率高,为复杂电子设备的结构有限元分析提供了一种有效解决方案。     

龙门吊结构有限元分析

以龙门吊为研究对象,以有限元分析法为研究方法,利用计算机分析软件对龙门吊的结构强度和刚度进行分析。本文主要对龙门吊系统多种工况进行研究,详细分析了几种最具代表性的施工工况。为设计经济、可靠、稳定和高性能的龙门吊提供了有力的依据。     

电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法

 基于自由度缩聚技术和模态叠加原理,提出两种电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法:范数极小值等效法和约束基频等效法.两种方法依据器件质量、约束基频、内部布局等特性,将具有非均匀质量和刚度分布的器件等效为均质长方形质量块,使电子器件的网格划分和数值计算大为简化.通过印制板固有特性和响应结果的对比分析,验证了等效方法的有效性和实用性.     

基于多体动力学与有限元的油缸系统疲劳寿命研究

针对动力稳定装置关键部件疲劳寿命问题,文中采用基于多体动力学与有限元的方法,以动力稳定装置的夹钳油缸系统为研究对象,进行了仿真分析。该方法利用ADAMS软件对动力稳定装置进行多体动力学分析,得到夹钳油缸系统的受力载荷谱。将受力载荷谱导入有限元软件Ansys Workbench中,对夹钳油缸系统进行瞬态动力学分析。根据瞬态动力学分析结果,利用疲劳分析软件NCODE计算夹钳油缸系统的疲劳寿命状况。仿真分析结果表明,夹钳油缸系统疲劳寿命最薄弱的地方在其根部位置,最小循环次数为8.807×10⁵。     

具有周边硅通孔的晶圆级芯片封装有限元分析

针对外围分布着硅通孔的晶圆级芯片封装结构,利用有限元分析软件ANSYS建立全局模型与次模型,在温度循环试验规范条件下将封装体与硅通孔结构分开进行仿真与探讨。了解模型受到温度载荷所产生的热力学行为。研究发现封装体在经历温度循环试验后所产生的位移呈现圆形对称分布,结构在高温时向外翘曲,在低温时向内弯曲;重布线层在与锡球交界处会产生明显的应力集中。硅通孔结构中铜垫片越接近开孔所受应力越大;硅通孔结构的重布线层部分,应力集中在转角处以及靠近钝化保护层交界处。     

功率电子模块及其封装技术

功率电子模块正朝着高频、高可靠性、低损耗的方向发展,其种类日新月异。同时,模块的封装结构、模块内部芯片及其与基板的互连方式、封装材料的选择、制备工艺等诸多问题对其封装技术提出了严峻的挑战。文章结合了近年来国内外的主要研究成果,详细阐述了各类功率电子模块（GTR、MOSFET、IGBT、IPM、PEBB、IPEM）的内部结构、性能特点及其研究动态,并对其封装结构及主要封装技术,如基板材料、键合互连工艺、封装材料和散热技术进行了综述。