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《pcb热力耦合可靠性实验与有限元模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、摘要由于集成电路和卬制电路板中存在大量异材连接器件发热而导致材料的热变形和热疲劳失效进而产生热力耦合可靠性问题。半导体器件的工作温度是由器件的耗散功率命境温度及散热条件决定的温忌与热应力对器件电性能及可靠性有极大的影响’本文采用实验写有限元相结合的方法研究北京东方电子公司BJ016E功率放大器及辅助电路在通电运行中的热变形和温度场分布情况。得出整个器件在升温时的变形是中间部位凸起两边向下翘曲通过实验测试。得岀了器件在不同的工作条件下的变形特点和规律及器件上方逢气的温度分布'情况又利用有限元软件ANSYS5.7通过3-DSOLID903-DSOLID92对器件
2、进行三维温度场与热应力场的计算，分别得到器件各组件的变形变形矢量图温度应力场的分布得出了最大应力温度的位置和数值、,本文通过对器件的测试与有限元模拟；实现了对PCB与散热器组件热•力耦合的尝试分析对电子封装的设计提供了穆考的数据有重要的参考价值,,o关键词PCB全息干涉法有限元可靠性AbstractBecausetherearealotofdifferentmaterialjointsbetweentheIntegrateCircuitandthePrintedCircuitBoard,theheatsofPartsofanapparatuswillresu
3、ltthermaldistortionandthermalfatigue,andthen,itwillleadtothermalandmechanicalcoupling.Theworkingtemperatureofsemiconductorlieindissipationpower,environmenttemperatureandconditionofeliminationofheat,thetemperatureandheatstressaffectgreatlytheReliabilityandelectricalperfonnanceofappa
4、ratus.Inthispaper,thecombiningwayofexperimentalmethodandFiniteElementMethod(FEM)isappliedinstudyingthethermaldistortionandtemperaturedistributionoftheBJ016EpoweramplifierandsupportcircuitmadebythePekingorientelectroncorporation.Thedistortionofwholeapparatusisheaveinthemiddleandconc
5、aveinbothsideswhenthetemperatureraise.Thedeformationtraitanddistributionsoftheheatcanbegetbyexperimenttestandthe3Dtemperaturefieldandthermalstresscanbecomputedbyusingthemoldtypeof3・DSOLID90and3・DSOLID92oftheFEMsoftwareANSYS5.7.Sothedistributionofdeformation,strainandstresscanbeget.
6、Atsametime,thedeformationvectorpicture,Max.andMin.ofstressandstraincanbegettoo.ByusingthecombiningwayofexperimentalmethodandFiniteElementMethod(FEM),itcanrealizedthecomprehensiveanalysisofthethermakforcecouplingofthePCBandradiatorandcanprovideduswithexperimentaldataforthedesignofth
7、eelectronicpackages,whichwassignificant.Keywords:PCB,HolographicInterferometry,FEM,ANSYS,reliability,heatstress第一章绪论1.1课题研究的目的及意义随着微电子技术的进步硅单芯片集成度的不断提高要求集成电路封装I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，相对的热量集中引发了一系列可靠性问题⑴,对集成电路工作h勺稳定性及效率箱寿命产生直接影响其中由于集成电路和印制i电路板中存在大量异材连接因发热而导致材料的热菱形和热膨胀失配⑺进而产生热力耦合可靠性问题已跃居各
8、种可靠性问题之首有数据表明美国空军总部曾对其沿海基地
