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《天津大学》 2007年
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无铅钎料在PCB再流焊中翘曲的模拟仿真

郭小辉  
【摘要】: 随着信息时代的到来,与人类生活工作密切相关的电子产品层出不穷,这些电子产品在造福人类的同时,也日益危害人类的身体健康和生活环境。因此,出于对环境保护和人体健康的考虑,在电子制造业中推广无铅焊接技术势在必行。目前无铅焊锡的融化温度为217℃比Sn-Pb共晶焊锡的183℃高34℃,如何使用合适的无铅钎料使PCB板在温度升高的情况下减小变形成为主要问题。本文就Sn3.5Ag0.75Cu作为研究对象,并在两种不同的温度设置下,模拟PCB组件在再流焊过程中温度场、翘曲变形和等效应力场,从而确定合适的焊接工艺,并和使用SnPb焊锡情况下的变形量进行了对比。 本文通过采用有限元法建立了PCB组件在再流焊过程中的温度场的数学模型,并利用复合材料力学中的层合板基本理论,对PCB板的热应变和热应力进行了分析,建立了在某一约束条件下的层合板翘曲数学模型。此外,利用有限元ANSYS软件对PCB组件在两种不同的温度曲线设置情况下,模拟PCB组件在再流焊全过程中的温度场、应力场分布图和翘曲变形情况。研究得到以下成果:获得了PCB组件在两种不同的温度曲线设置情况下,随时间变化的温度场分布、翘曲变形情况及应力分布图;通过对比PCB组件在两种不同的温度曲线设置情况下各时段的温度场分布、翘曲变形情况和热应力分布,得知在“平台”的温度设置下,变形量减小;并深刻剖析了造成PCB组件变形的根本原因,主要是由于PCB组件组成材料的热膨胀系数不同,致使PCB组件各区域的自由膨胀和收缩受到制约,从而产生了热应力,导致PCB组件在再流焊过程中发生翘曲变形;并通过以上对PCB组件在再流焊过程中受到的热冲击进行比较深入的分析,提出了减小翘曲的方法。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李娜;余心宏;;无铅焊料十温区回流焊过程的仿真研究[J];电子工艺技术;2012年01期
2 索小琳;余心宏;;元件布局对PCB回流焊温度场的影响[J];电子工艺技术;2012年03期
【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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7 李娜;余心宏;;无铅焊料十温区回流焊过程的仿真研究[J];电子工艺技术;2012年01期
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【二级引证文献】
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1 索小琳;余心宏;;元件布局对PCB回流焊温度场的影响[J];电子工艺技术;2012年03期
【二级参考文献】
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10 吴明阳;可转位铣刀片温度场、应力场分析及槽型重构研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
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1 郭小辉;无铅钎料在PCB再流焊中翘曲的模拟仿真[D];天津大学;2007年
2 毛信龙;PCB组件在再流焊过程中热变形的建模与仿真[D];天津大学;2005年
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7 董晓芳;固体火箭发动机燃气舵热分析研究[D];西北工业大学;2005年
8 李潜;国产300MW汽轮机转子热应力在线监测系统开发[D];华北电力大学(北京);2005年
9 刘波;冰层热应力非线性有限元分析[D];天津大学;2004年
10 张忠;平板在瞬态热冲击作用下的应力分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
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