带预应力BGA焊点温循可靠性评估方法研究

文中首先制作了无铅焊料SAC305的拉伸试样,在不同温度和应变率条件下进行了单轴拉伸试验,研究其力学性能;进行了Anand本构模型的研究和参数拟合分析,通过非线性拟合方法获得了Anand模型的9个参数,应用有限元仿真软件ABAQUS建立模型来预测应力–应变曲线,将其与试验数据曲线相比较,两者结果基本吻合。其次,通过仿真测试对比分析散热器装配预应力对芯片焊点温度循环（以下简称温循）可靠性的影响。基于以上试验和数据拟合得到的Anand模型参数,建立散热器及球形栅格阵列（Ball Grid Array, BGA）器件的四分之一对称三维模型进行模拟,分析有或无散热器两种状态下,模型在?40 ?C ～ 125 ?C温循载荷下的焊点应变,利用coffin-manson公式对焊点寿命进行了预测。仿真及测试结果均表明,应变最大值位于器件角上焊点与芯片接触侧,装配预应力对焊点温循寿命存在影响。     

利用数字全息干涉术测量电路板的连续弯曲形变

采用离轴菲涅耳数字全息干涉术实现了对电路板表面的连续弯曲形变测量。在电路板两端依次施加0.01mm至15mm位移载荷过程中,记录了1 501幅全息图。通过相邻两幅全息图数值重建的复振幅相位分布相减得到干涉相位差,根据相位差与离面位移的关系计算得到照明测量区域的离面位移,通过累加获得了施加1～15mm位移载荷时电路板表面的弯曲形变测量结果。由5块相同规格电路板上照明测量区域中同一电容中心点的离面位移,计算得到测量结果的A类不确定度不超过0.008mm,加载夹具引起的测量结果的B类不确定度为0.003 5mm,测量结果的合成不确定度不超过0.008 7mm。实验表明这种利用离轴菲涅耳数字全息干涉术测量物体大位移连续弯曲形变的方法具有良好的重复性和稳定性。     

航天器电子元器件疲劳寿命分析

为研究空间环境效应对航天器电子设备元器件疲劳寿命的影响,应用Miner累积损伤理论及三带宽技术,根据表贴元器件经历的试验、发射和在轨运行等实际环境进行振动及热疲劳寿命分析．给出振动及热循环疲劳寿命的计算方法,并以某BGA（Ball Grid Array）器件为例进行分析．该方法可为长寿命、高可靠的航天器电子设备抗力学及热设计提供分析途径．     

面向空间应用的3D打印宽带滤波器

针对卫星有效载荷技术小型化、集成化的发展需求,以及大功率、低无源互调等空间应用的瓶颈问题,本文基于3D打印一体化成型的技术特点和滤波器综合理论,提出一种易于3D打印的TE₁₀₁模波导滤波器设计方法。设计了一款Ka频段的波导滤波器并采用3D打印技术进行加工,整个滤波器结构一体化成型,实测与仿真结果一致性良好;重量为同尺寸传统螺钉紧固方案的70%;滤波器的回波损耗优于22 dB,带内插损优于0.3 dB,电镀前的等效Q值约为1 100。仿真结果表明,此滤波器具有单模工作带宽、功率容量大等特点;同时滤波器结构适用3D打印实现一体成型,免于装配和调试,避免了传统滤波器腔体与盖板连接引起的非线性接触。实测滤波器的无源互调电平低于-130 dBm,验证了3D打印技术实现滤波器加工的准确性和可实现性,对3D打印宽带滤波器集成化设计和工程化应用具有非常重要的指导意义。