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柔性电子的失效模式及其试验研究

作　者: 王海峰
导　师: 杨平
学　校: 电子科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 柔性印制电路板 有限元分析 疲劳寿命 失效
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


柔性电子技术的发展给电子行业带来了深刻影响,为电子产品的轻薄短小的发展趋势带来了全新的契机,也对其可靠性提出了更加严格的要求。本文主要研究的是(FPCB)柔性印制电路板的失效现象,通过试验找出柔性印制电路板可能存在的缺陷,并对试验数据和试验现象进行解析,找出其失效规律和改进的方法。本文主要研究内容是FPCB的力学试验及其数据分析,主要包括拉伸试验和弯曲疲劳试验。通过拉伸试验获得FPCB的抗拉性能参数,在试验中,主要考察了FPCB样件的5个易破坏部位的拉伸破坏载荷,得到了其在外部载荷下的应力应变曲线和拉伸断裂载荷。依据样件的本身结构和试验载荷数据,对FPCB进行了有限元建模,分析了在试验载荷下的应力分布,并对其危险部位通过应力强度因子进行了断裂分析。通过三点弯方法的弯曲疲劳仿真,获得其弯曲疲劳特性。对试样进行建模后通过静态疲劳仿真,对几种典型铜箔厚度和走线形式进行分析,得出其对疲劳寿命的影响。通过设置不同的载荷,分析载荷因素对疲劳寿命的影响。通过对模型中不同部位的点取样,得到模型整体的疲劳寿命分布情况。动态疲劳仿真主要分析了载荷频率对疲劳寿命的影响,通过分析在不同时间点的铜箔最大应力,获得FPCB在相同时间点不同部位的最大应力和不同时间点相同部位的最大应力分布情况,进而确定其寿命分布情况。在这一部分还分析了加载面积对疲劳寿命的影响,以及铜箔、覆盖层、粘结层在相同时间点下各自的最大应力,有助于分析FPCB的破坏部位。试验方案主要是依据GB/T1449-2005和IPC-TM 650来制定的,对试验设备、样件设计、环境条件、失效判定、参数选择等进行了规定和说明,制定了科学的试验流程,为确保试验数据的科学性提供了保障。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 引言  10-15
  1.1 课题背景与意义  10-13
  1.2 技术现状与分析  13-14
  1.3 课题目标与任务  14-15
第二章 疲劳可靠性分析理论  15-24
  2.1 疲劳特性曲线  15-18
    2.1.1 S-N 曲线  15-16
    2.1.2 P-S-N 曲线  16-18
  2.2 材料特性数据的获得  18-20
    2.2.1 成组试验法  18
    2.2.2 升降法  18-20
  2.3 疲劳寿命预测  20-23
    2.3.1 局部应力应变法  20
    2.3.2 局部历程确定  20-22
    2.3.3 Miner 法则及其改进  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 力学实验方案设计  24-40
  3.1 试样失效判断  24-25
  3.2 失效分析的几个原则  25-26
  3.3 试验方法的选取  26-27
  3.4 弯曲疲劳试验方案  27-32
    3.4.1 试验对象  27-28
    3.4.2 试验设备  28-30
    3.4.3 试验方法  30-32
  3.5 拉伸试验方案  32-39
    3.5.1 试验对象  32
    3.5.2 试验设备  32-34
    3.5.3 试验方法  34-35
    3.5.4 试验结果  35-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章 拉伸断裂试验仿真  40-48
  4.1 概述  40
  4.2 断裂仿真  40-47
    4.2.1 中间缺口处模型仿真  40-42
    4.2.2 部位 2 处仿真  42-44
    4.2.3 部位 3 处仿真  44-45
    4.2.4 部位 4 处仿真  45-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 静载荷疲劳仿真  48-61
  5.1 有限元法概述  48
  5.2 ANSYS 简介  48-49
  5.3 疲劳仿真  49-60
    5.3.1 建立模型  49-55
    5.3.2 疲劳分析  55-57
    5.3.3 数据分析  57-60
  5.4 本章小结  60-61
第六章 动载荷疲劳仿真  61-76
  6.1 瞬态分析  61-62
    6.1.1 瞬态分析理论  61-62
    6.1.2 瞬态分析一般方法和步骤  62
  6.2 动力学仿真  62-75
    6.2.1 模型建立  62-66
    6.2.2 后处理  66-70
    6.2.3 数据分析  70-75
  6.3 本章小结  75-76
第七章 总结与展望  76-78
  7.1 总结  76-77
  7.2 展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-81
攻硕期间取得的研究成果  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 印刷电路
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