多层印刷电路板组件结构的热-力分析

摘要

PCB设计和制造过程中采用了多种材料,如阻焊材料、金属材料以及一些树脂复合材料等,各种材料热膨胀系数的差异容易造成PCB的翘曲,从而影响封装系统的安全稳定性。
　　仿真技术对于PCB设计及工艺的改进有着重要的作用;本文对PCB结构进行了力学建模,采用有限元法分析和比较了温度变化及不同约束条件下PCB结构的基板厚度、FR-4材料的弹性模量以及阻焊材料热膨胀系数三种设计参数对PCB翘曲的影响,并对PCB结构设计参数的选择给出合理的建议。
　　芯片分布对PCB的应力场、位移场和温度场有着重要的影响。本文分析了两种不同的芯片分布方案下PCB的温度场,讨论了芯片分布对温度场的影响;同时通过更改模型中对流传热系数值的大小,探究了对流传热系数对PCB温度场的影响。另外,本文分析了两种芯片布局情形下,PCB在再流焊过程中的翘曲变形和应力分布,讨论了芯片分布对PCB应力场和位移场的影响。
　　本文针对PCB结构所建立的计算模型和提出的计算方案,有助于PCB设计参数选择及其翘曲度和应力水平的控制,对PCB上芯片的合理布局也具有一定的参考价值。

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第一章 绪 论

1.1 PCB概述

1.2 PCB上电子元器件封装技术的演化

1.3 SMT表面贴装技术

1.4 分析背景和研究现状

1.5 本文的主要研究内容

第二章 PCB的构成材料及约束条件

2.1 PCB构成材料及其属性

2.2 PCB的约束条件及建模原理

2.3 本章小结

第三章 PCB热—力分析数学模型

3.1 温度场理论

3.2 层合板理论

3.3 有限元法建立热—力分析模型

3.4 本章小结

第四章 PCB组件的热—力分析

4.1 自然约束条件下PCB的翘曲和应力分析

4.2 装配约束条件下PCB的翘曲和应力分析

4.3 芯片分布对PCB温度场、位移场和应力场的影响

4.4 本章小结

第五章 总结及展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的学术活动