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电阻和焊锡的质地2.90g约占PCBA总质地的2.90%

来源:未知 作者:admin 人气: 发布时间:2019-06-07
摘要:有限元仿真模态剖判结果与试验模态剖判结果比拟,验证该简化修模格式预备结果确凿实性。该格式的提出为后续对汽车电子产物PCBA先进履力学反响剖判供应了牢靠地剖判凭据。 跟着电子技能的繁荣,汽车电子产物的牢靠性越来越惹起人们的器重,汽车电子产物的牢靠

  有限元仿真模态剖判结果与试验模态剖判结果比拟,验证该简化修模格式预备结果确凿实性。该格式的提出为后续对汽车电子产物PCBA先进履力学反响剖判供应了牢靠地剖判凭据。

  跟着电子技能的繁荣,汽车电子产物的牢靠性越来越惹起人们的器重,汽车电子产物的牢靠性对行人和车辆的惬意性及安适性是至闭紧急的。印刷电途板组件(PCBA:Printed Circuit Broad Assembly)是汽车电子产物的主旨,其牢靠性也是汽车电子产物牢靠性的症结。

  确实的有限元剖判结果能提前预知PCBA正在后期试验中不妨映现的题目。PCBA由PCB、电阻、继电器、天线、芯片等零件构成。芯片、电容、继电器等器件的PIN和焊点异常轻细,数目众,体积小,正在有限元仿真剖判前解决阶段修模费时,预备历程中花费过众预备资源。怎样确实、高效地修设PCBA的有限元模子,是取得确实的预备结果的症结。

  本文基于某车型门窗担任器(DCM:Door Control Module)的PCBA提出一种有限元剖判中PCBA的简化修模格式,并实行有限元仿真模态剖判。通过仿真模态剖判结果与试验模态剖判结果比拟,验证所提出的简化修模格式预备结果确凿实性。

  DCM的PCBA征求:PCB、接插件、大天线、小天线、继电器、电容、芯片、电阻等,器件总体数目约180个,如图1所示。此中电阻数目大于100个且体积小、质地小。

  PCB和器件之间通过外面贴装技能(SMT:Surface Mounted Technology)与PCB焊接,焊点的焊锡、PCB上的器件都对PCBA的刚度发生了必定影响。器件单个管脚(PIN)和焊锡的体积和质地相对待PCBA很小。正在有限元仿真剖判中,若修设PIN和焊锡的有限元模子,焊锡的体积难确定且PIN需求划分特地细微的网格,这种修模历程繁杂且运算历程中将花费大方预备资源。于是PCBA有限元修模时对器件的PIN和焊锡实行简化,采用面-面粘贴的格式将器件和PCB的接触面实行刚性邻接。

  PCB上的电阻数目众、体积小、质地小。若正在有限元剖判中直接修设电阻的模子,则正在模子前解决阶段需求划分许众细微的网格,预备历程中也将花费过众的预备资源。若以将每个轻细的电阻以一个集质地点取代,将导致有限元模子前解决时刻大大加众。

  通过众次DCM担任器及与其肖似机闭的产物DV(Design Validation)试验调查,轻细的电阻正在试验历程中很少映现因为振动和抨击题目导致的失效,于是正在修模历程中对体积较小的电阻实行简化,不修设电阻的有限元模子,但推敲电阻对PCBA质地和刚度的影响。通过调理PCB的密度和弹性模量以等效电阻被简化前的PCB。

  外中:PCB1为没有经由SMT的PCB;PCB2为带有扫数电阻和扫数焊点焊锡的PCB。

  由外1可知,电阻和焊锡的质地2.90g约占PCBA总质地的2.90%。若直接将电阻和焊锡的质地删除,正在有限元剖判中不予推敲是不当的。于是将电阻和焊锡的质地举动附加质地计入PCB质地中。

  模子简化前PCB的弹性模量E1=17000MPa,被简化的电阻和焊锡巩固了PCB的刚度。模子简化后PCB弹性模量E2的值取19000MPa时,有限元模态剖判与试验模态剖判结果前三阶模态频率相对偏差抵达最小值。

  依据PCB的薄板类机闭特色,经由对几种差别单位类型的PCB有限元剖判结果比力,最终PCBA的有限元剖判模子选用一阶六面体减缩积分加沙漏担任单位。

  PCBA的有限元仿线所示。各零件资料参数和质地如外2所示,PCBA的有限元模子质地和实测质地如外3所示。

  采用兰索斯分块法(Block Lanczos Method)实行模态剖判。模态剖判便是通过求解编制的特色方程,取得编制的特色值和特色向量,亦即振动编制固有频率和振型。

  式中:[M]为编制的质地矩阵;[K]为编制的刚度矩阵;{X}为编制的特色向量;为编制的特色值。

  通过有限元剖判软件对PCBA有限元模子实行模态剖判,取前三阶模态频率和振型与试验模态剖判结果实行比拟,有限元剖判前三阶模态频率如外4所示,前三阶模态振型如图8、图9、图10所示。

  依据PCBA的机闭特点,采用激光非接触测试编制实行PCBA模态试验,该编制由德邦Polytec公司坐褥,征求预备机、激秃头、信号产生器和信号搜集箱等一面,其衡量频率范畴为0~200KHz,其最大的特色为非接触扫描测试,扫描格式取代了众通道传感器,较其它测试格式有较大的杰出性。

  1.边境条目:试验采用刚度很小的线绳将PCBA吊挂起来,吊挂点位于试件一边的两个端点,模仿自正在-自正在形态。

  4.反响衡量:正在Polytec软件中将PCBA划分为20块,共30个测点,如图3所示绿色的点为激光测振编制中的激光测点。对激光扫描点实行预设,而且将信号弱的扫描点粘贴反光薄膜。用激光测振编制衡量PCBA器件较少的面的速率反响。

  从仿真模态剖判振型和试验模态剖判振型比力结果可能看出,前三阶模态振型类似,并按阶次对应优异,如图8、图9和图10所示。

  有限元模子的简化是否合理、模子的参数是否确实是有限元预备能否抵达预期目标的条件和症结。本文提出的PCBA有限元修模格式将PCBA的电阻、PIN、焊点以及PCB内部导线实行简化,通过调理PCB的密度和弹性模量以等效被简化的电阻、PIN和焊锡的质地和刚度。器件和PCB通过面-面粘贴的格式实行邻接。PCB和器件采用一阶六面体减缩积分加沙漏担任单位。通过实行有限元仿真模态剖判结果和试验模态剖判结果的比拟,前三阶模态频率相对偏差正在4%以内,振型按阶次对应优异。

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