FlipChip焊点振动疲劳寿命预测模型_王红芳

一种快速预测叠层焊点随机振动疲劳寿命的方法
韦何耕
【期刊名称】《信息系统工程》
【年(卷),期】2016(0)8
【摘要】利用BP神经网络可以无限逼近非线性函数的特点,选择焊点直径,焊点高度,铜箔厚度和PCB厚度为变量,采用正交试验法设计实验,利用有限元仿真分析法获得叠层焊点在随机振动条件下的疲劳寿命作为样本数据训练BP神经网络,所建立的叠层焊点随机振动疲劳寿命模型能快速和较为准确预测叠层焊点随机振动疲劳寿命.
【总页数】3页(P128-130)
【作者】韦何耕
【作者单位】广西河池学院物理与机电工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于Patran及频域分析的叠层焊点随机振动可靠性分析 [J], 张龙;黄春跃;黄伟;华建威
2.基于模糊理论的随机振动条件下叠层PBGA焊点可靠性分析 [J], 韦何耕;黄春跃
3.底充胶叠层PBGA无铅焊点随机振动应力应变分析 [J], 黄春跃;梁颖;邵良滨;黄伟;李天明
4.随机振动参数对SOP焊点疲劳寿命的影响 [J], LIU Wenjie;JIN Jian;ZHANG Hangjun;HUANG Sihan
5.随机振动载荷下塑封球栅阵列含铅焊点疲劳寿命模型 [J], 秦飞;别晓锐;陈思;安彤
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随机振动载荷下塑封球栅阵列含铅焊点疲劳寿命模型
塑封球栅阵列（Package-on-Package）是一种常见的封装形式，它通常包含了多个芯片堆叠在一起，并使用焊点进行连接。

这些焊点承受着来自外界的振动载荷，可能会导致焊点疲劳破坏。

针对塑封球栅阵列含铅焊点的疲劳寿命模型，可以考虑使用随机振动载荷下的疲劳分析方法，如Rainflow计数法和疲劳寿
命预测方法。

以下是一个可能的模型框架：
1. 随机振动载荷分析：
使用加速度传感器或其他振动测量设备获取塑封球栅阵列在工作环境中受到的振动载荷，记录其振动信号。

2. 加速度信号预处理：
对振动信号进行预处理，例如滤波器去除高频噪声、均值化、重采样等操作，确保信号质量。

3. Rainflow计数：
采用Rainflow计数法对预处理后的加速度信号进行处理，将
随机载荷转化为疲劳循环振幅和循环次数的序列。

4. 疲劳寿命模型：
将Rainflow得到的疲劳循环振幅和循环次数序列输入到合适
的疲劳寿命模型中。

对于铅焊点来说，常见的模型包括基于
S-N曲线的疲劳寿命模型和基于应力应变的疲劳寿命模型。

5. 疲劳寿命预测：
根据所选的疲劳寿命模型，计算出每个焊点的疲劳寿命，通常使用疲劳寿命曲线或估计方程。

6. 寿命预测分析：
根据预测的疲劳寿命结果，判断焊点是否具有足够的寿命，若不足则考虑优化设计、材料或工艺等改进措施。

需要注意的是，该模型只是一个框架示例，具体的细节和参数设置需要根据具体的工程应用和材料特性进行调整和研究。

同时，该模型也假设了焊点疲劳寿命与振动载荷是线性相关的，进一步的实验和分析可以验证和改进该模型。

农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型研究目录1. 农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型研究 (2)1.1 内容描述 (3)1.2 农业拖拉机焊接结构的特性分析 (4)1.3 振动疲劳寿命的概念与重要性 (5)1.4 研究的意义与目的 (6)1.5 国内外研究现状与发展趋势 (7)1.6 研究内容与方法 (9)2. 文献综述 (10)2.1 焊接结构的力学特性 (12)2.2 振动疲劳寿命预测方法 (13)2.3 农业拖拉机焊接结构的应用实例 (15)2.4 相关机械设备的振动疲劳寿命研究 (16)2.5 文献回顾总结 (18)3. 农业拖拉机焊接结构的物理特性分析 (19)3.1 焊接结构的宏观与微观分析 (20)3.2 焊接接头的力学性能测试 (21)3.3 焊接残余应力与变形的研究 (22)3.4 焊接结构的疲劳寿命影响因素 (22)4. 振动疲劳寿命预测模型的建立 (24)4.1 疲劳寿命预测模型的理论基础 (25)4.2 疲劳计算模型的分类与特点 (26)4.3 振动疲劳寿命预测模型的发展历程 (27)4.4 模型的选取与优化 (29)5. 农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型 (30)5.1 预测模型的建立与验证 (31)5.2 模型参数的选择与算法优化 (32)5.3 仿真结果分析与讨论 (33)5.4 模型的预测精度与可靠性评估 (34)6. 农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型的应用 (36)6.1 使用案例分析 (37)6.2 实际工程中的应用效果 (38)6.3 模型的推广与展望 (39)1. 农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型研究在当前农业机械化快速发展的背景下，农业拖拉机作为重要的农业生产工具，其性能与寿命的预测研究显得尤为重要。

特别是焊接结构在承受振动载荷作用下的疲劳寿命预测，直接关系到拖拉机的安全性和可靠性。

本文着重探讨了农业拖拉机焊接结构振动疲劳寿命预测模型的研究。

点焊结构疲劳寿命预测的新方法研究李薇;王悦东【摘要】对基于力的LBF方法,主S-N曲线法,以及主S-N曲线法与LBF法相结合的方法进行研究,评估各种点焊疲劳评估方法的优缺点.针对同种材料及几何形状的剥离试件进行有限元建模,基于3种方法对点焊结构进行疲劳分析,预测点焊结构疲劳寿命,并与试验结果进行对比分析.分析结果表明,主S-N曲线法与LBF法相结合的疲劳分析方法具有兼顾建模效率和计算精度的优点,可以广泛用于车体部件点焊疲劳寿命的预测.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】点焊;疲劳寿命;等效结构应力【作者】李薇;王悦东【作者单位】116028辽宁省大连市大连交通大学交通运输工程学院;116028辽宁省大连市大连交通大学交通运输工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG4050 引言点焊是一种在车体金属板件连接方式中被广泛应用的工业技术[1]，具有质量小、静强度高、可靠性好、性能稳定和易于实现自动化等优点[2]。

在承载式车身中，点焊结构的强度决定了在车辆运营期间车体结构的整体性能[3]。

一些点焊接头都只承受剪切力，但焊点在一定的载荷条件下也受到显著的剥离力[4]。

点焊的应力状态与几何形状的结合导致应力集中，致使点焊附近出现疲劳裂纹。

疲劳裂纹的存在不仅降低结构性能，还会增加车辆结构噪声和振动，因此对点焊接头的疲劳寿命进行预测在车体结构设计中是非常重要的。

在对点焊结构的进行疲劳寿命预测时，基于力的LBF[5]方法模拟焊点时采用梁单元模拟焊核，通过提取作用在建立于网格节点之间模拟焊核梁单元的力和力矩，然后根据相应的计算公式得出焊接母材上结构应力，最后根据对应的S-N曲线得到疲劳寿命。

由于所提取的力和力矩对网格要求程度较高，导致建模过程中无法准确模拟焊点所在位置，并且梁单元与被连接板材之间是否垂直都会影响所提取的力和力矩的大小，从而导致预测精度偏低。

有关“激光熔覆层”的疲劳强度及疲劳寿命预测模型有关“激光熔覆层”的疲劳强度及疲劳寿命预测模型如下：激光熔覆层的疲劳强度及疲劳寿命预测模型是材料科学和工程领域的重要研究方向。

疲劳强度描述的是材料在循环载荷作用下抵抗破坏的能力，而疲劳寿命则指的是材料在承受循环载荷直至失效所经历的时间或循环次数。

对于激光熔覆层，由于其特殊的微观结构和力学性能，其疲劳行为和寿命预测模型可能与传统材料有所不同。

预测模型通常基于材料的应力-应变行为、微观结构特征、载荷条件以及环境因素等。

常见的疲劳寿命预测模型包括：1.Palmgren-Miner线性累积损伤模型：这是最早提出的疲劳累积损伤模型之一。

它假设疲劳损伤是线性累积的，即每次循环载荷都会造成一定量的损伤，当损伤累积到临界值时，材料发生疲劳破坏。

2.Coffin-Manson模型：该模型考虑了应变幅值和平均应变对疲劳寿命的影响，适用于描述低周疲劳行为。

3.Basquin模型：用于描述材料的疲劳应力-寿命关系，通常表示为应力幅值的幂函数与疲劳寿命之间的关系。

4.能量法模型：基于能量守恒原理，认为材料在疲劳过程中能量的耗散与疲劳损伤有关。

对于激光熔覆层，由于其特殊的材料属性和制造工艺，可能需要针对其特性开发或修正现有的疲劳寿命预测模型。

这通常涉及对激光熔覆层的详细表征，包括其微观结构、力学性能和疲劳行为的研究。

此外，还需要考虑激光熔覆过程中可能引入的缺陷、残余应力和热影响区等因素对疲劳性能的影响。

总的来说，激光熔覆层的疲劳强度及疲劳寿命预测模型是一个复杂且不断发展的研究领域。

随着材料科学和计算技术的发展，未来可能会有更精确和实用的模型出现。

结构随机振动疲劳寿命估算的样本法_王明珠产试验表明,优化辊型很⼤程度上改善了冷轧来料带钢断⾯形状,显著降低了钢卷局部突起缺陷率,且保证了产品的板形质量,不仅给企业创造了巨⼤的经济效益,⽽且辊型本⾝也是⼀种⽐较实⽤的技术,具有进⼀步的推⼴应⽤价值。

参考⽂献:[1]　Rudig er H.M o st A dv anced Cold Ro lling Rever singM ills fo r Eco no mical Pr oductio n and Hig h StripQuality[J].S EA ISI Q uarter ly(South Ea st A sia I ronand Steel Institute),2005,34(2):26-29.[2]Clifford D D.Effect of Ho t Band Cha racteristics onU nifor mity o f Cold Ro lled Pro pe rties[C]//32ndM echanical W o rking and S teel P ro cessing Confer-ence Pro ceeding s.Cincinnati,1991:241-247. [3]Pa rk H D,Kim I J,Yi J J,et al.Effect of the Ho t-co il P rofile o n the Flatne ss and P rofile o f Cold-ro lled Strip[J].Jour nal o f M aterials Pr ocessingT echnolog y,1994,41:349-360.[4]⽩振华,刘献东,李兴东,等.冷轧钢卷起筋量的测量及其影响因素的研究[J].钢铁,2004,39(12):47-48. [5]连家创,刘宏民.板厚板形控制[M].北京:兵器⼯业出版社,1996.[6]刘战英.轧制变形规程优化设计[M].北京:冶⾦⼯业出版社,1996.(编辑　袁兴玲)作者简介:于　斌,男,1978年⽣。

用疲劳寿命计实现的寿命预测方法
胡明敏;陈杰;陶宝琪
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】1994(16)2
【摘要】疲劳寿命计是电阻—疲劳响应记忆元件，其电阻值随疲劳而增加，载荷卸除后电阻变化值保留。

本文介绍所研制疲劳寿命计特性曲线与材料疲劳曲线的拟合方法。

设计和标定了应变倍增器。

应变倍增器可使疲劳寿命计电阻变化特性曲线与多数材料的疲劳曲线更好拟合。

根据疲劳寿命计的电阻变化值可以预测结构件的疲劳寿命。

【总页数】3页(P9-11)
【关键词】疲劳寿命;疲劳寿命计;金属材料
【作者】胡明敏;陈杰;陶宝琪
【作者单位】南京航空航天大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.57
【相关文献】
1.基于疲劳寿命计的疲劳状态诊断方法研究 [J], 周克印;胡明敏;熊克
2.长寿命路面疲劳寿命预测的频域分析方法 [J], 魏保立;郭成超;崔璨
3.HFW钢管焊缝疲劳特性与疲劳寿命预测方法研究 [J], 韩军;高惠临;韩新利
4.基于对数正态分布的多部位疲劳结构的疲劳寿命预测方法 [J], 谭秀峰;谢里阳;马
洪义;张娜;罗义建
5.地效翼船主浮舟疲劳寿命预测方法及提高主浮舟疲劳强度方法的探讨 [J], 洪亮;张伟;冷建兴
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SMT-PGA封装焊点热疲劳寿命预计模型研究夏丽娇;李小岩【摘要】Objective To study the thermal fatigue life prediction model of solder joints for SMT-PGA package.Methods The thermal fatigue life of SMT-BGA package solder joints was predicted based on the Engelmaier model;and then it was compared with simulation results of CALCE PWA life assessment software of University of Maryland.Results The calculated results were quite different from the simulation results of CALCE PWA software.Conclusion Engineering factor F in the Engelmaier model is not a fixed constant but affected by the minimum steady state temperature of package.%目的研究SMT-PGA封装焊点热疲劳寿命预计模型.方法运用Engelmaier模型预测SMT-PGA封装焊点的热疲劳寿命,并将Engelmaier模型计算结果与美国马里兰大学CALCE PWA寿命评估软件仿真结果作对比.结果模型计算结果与马里兰大学寿命评估软件仿真结果存在较大差异.结论表明Engelmaier 模型中的工程因子F并不是一个固定常数,而是受封装最低稳态温度的影响.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2017(014)001【总页数】3页(P21-23)【关键词】热疲劳;SMT-PGA封装;焊点;工程因子F【作者】夏丽娇;李小岩【作者单位】中国信息通信研究院,北京100191;中国航空综合技术研究所,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TJ07Engelmaier通过对 Coffin-Mason 模型的改正，并基于Wild[1]对于63Sn37Pb 焊点热疲劳寿命统计结果，于1980年提出了无引线型电子封装热疲劳寿命预计模型[2]，并在随后提出了有引线型封装的热疲劳寿命预计模型[3—4]。

温度循环和随机振动载荷下堆叠封装焊点可靠性模拟研究潘碑;王宏光;李宇轩;葛振霆;陈鹏鹏
【期刊名称】《固体电子学研究与进展》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】采用有限元模拟研究了堆叠封装(Package on package, PoP)在温度循环和随机振动载荷下的焊点可靠性,包括封装内部的基板堆叠焊点和封装外部的板级互连焊点。

通过应力分析定位危险焊点并计算焊点在温度循环下的疲劳寿命。

模拟结果表明:在温度循环载荷下,应力主要集中于基板边角处焊点,基板堆叠焊点的疲劳寿命为3 002周次,板级互连焊点的疲劳寿命为1 552周次;在随机振动载荷下,两层焊点的应力值均较低,在50~2 000 Hz的随机振动频率范围内具有较高的可靠性。

【总页数】6页(P161-166)
【作者】潘碑;王宏光;李宇轩;葛振霆;陈鹏鹏
【作者单位】南京电子器件研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG146
【相关文献】
1.随机振动载荷下混装组件焊点的可靠性分析
2.热循环载荷下POP堆叠电子封装的可靠性研究
3.热循环与随机振动下焊点可靠性的研究综述
4.公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制措施探析
5.热循环载荷下POP堆叠焊点应力分析与优化
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2019.02理论与算法关于BGA封装焊点可靠性及疲劳寿命的探讨高军(上海民航职业技术学院，上海，2〇〇232 )摘要：随着高密度电子技术的不断发展，BGA逐渐成为高I/O、多功能、高性能、高密度封装的最优选择。

基于此，本文首 先简单介绍了 BGA封装，其次，从BGA焊接材料、BGA焊接性能、BGA焊接温度等方面论述了 BGA封装焊点的可靠性,最后，从预测焊点疲劳寿命的方法、封装尺寸对疲劳寿命的影响、疲劳寿命常数的估计、Sn/P b焊点振动下的疲劳寿命等方面 入手，详细的探讨了 BGA封装焊点的疲劳寿命。

关键词：BGA封装焊点；可靠性；疲劳寿命Discussion on Reliability and Fatigue Life of BGA Packaging Solder JointGao Jun(Shanghai Civil Aviation College,Shanghai,200232)Abstract:With the continuous development of high density electronic technology,BGA has gradually become the best choice for high I/O,multi-function,high performance and high density packaging.Based on this,firstly,the BGA package is introduced briefly.Secondly,the reliability of BGA package solder joints is discussed from the aspects of BGA welding materials,BGA welding performance and BGA welding temperature.Finally,the methods of predicting the fatigue life of solder joints,the influence of package size on fatigue life,the estimation of fatigue life constant and the vibration of Sn/Pb solder joints are discussed.The fatigue life of BGA solder joints is discussed in detail from the aspects of fatigue life.K e y w o r d s:BGA package solder joint;reliability;fatigue life1BGA封装随着现代微米技术、设备技术以及集成技术的广泛应用，芯片集成度也随之不断提高,这使得I/O引脚需求大幅度 增加，且相应的功耗也越来越大，对集成电路进行封装的要 求也更高。

焊接接头疲劳损伤评估及其预测模型构建随着现代工业的发展，焊接作为一种常用的连接方式，在各个领域广泛应用。

然而，焊接接头作为结构中最容易受到力学作用的部分，其疲劳寿命问题一直是焊接技术所面临的一个重大挑战。

因此，对焊接接头的疲劳性能进行评估和预测，具有重要的理论意义和应用价值。

一、焊接接头的疲劳损伤机理焊接接头疲劳损伤发生的机理非常复杂，其中包括疲劳裂纹的扩展、塑性变形、动态载荷下的变形、残余应力等多种因素。

焊接接头疲劳损伤的形式一般有以下几种：1. 应力集中引起的疲劳焊接接头所受作用力不均匀，导致焊缝部位应力集中，使得焊缝中出现裂纹，并逐渐扩展。

2. 微结构变化引起的疲劳焊接过程中，由于温度变化，焊头微结构会发生一定的调整，导致焊接接头表面硬度和强度存在差异，从而加速焊接接头的疲劳损伤。

3. 摩擦疲劳长时间的摩擦会对焊接接头造成不同程度的损伤和疲劳，尤其是在机械旋转部件中，如汽车齿轮，转向器等，对焊接接头造成的损伤更为严重。

二、焊接接头疲劳损伤的评估方法为了准确地评估焊接接头的疲劳寿命，需要采用科学合理的评估方法和手段。

常用的疲劳损伤评估方法主要有以下几种：1. 序贯分类法疲劳损伤评估方法该方法利用统计分析和疲劳裂纹的扩展规律，预测结构寿命、裂纹扩展速率和裂纹发展路径，然后通过计算出结构的预测寿命与实际使用的寿命进行比较，来评估焊接接头的疲劳损伤程度。

2. 统计学方法疲劳损伤评估法该方法基于疲劳寿命的统计原理，通过测定具有相同历程和载荷下的焊接接头的疲劳寿命，建立应力-寿命曲线，从而计算出焊接接头的平均寿命和寿命分布，来评估焊接接头的疲劳损伤程度。

3. 可靠度预测法该方法基于可靠性理论，根据存在于焊接接头中的裂纹演化规律，通过考虑外部环境、材料等多个因素对焊接接头的寿命进行预测，来评估焊接接头的疲劳损伤程度。

三、焊接接头疲劳损伤的预测模型为了进一步提高焊接接头疲劳损伤的评估准确度和预测精度，需要建立有效的预测模型。

考虑扭率的焊点振动疲劳寿命及芯片位置优化
郭强;赵玫;张校昌
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2004(20)2
【摘要】芯片焊点寿命的长短和芯片所处位置的曲率和扭率都有关系,但是扭率对寿命的影响总是被忽略.讨论了扭率和曲率的关系,认为扭率和曲率在一个数量级上,不能忽略.进而得出了在考虑扭率的焊点振动冲击疲劳寿命公式.并且对某航空用SMT电路板进行模态测试,发现芯片位置对焊点的影响很大,在此基础上进行了芯片的位置优化,提出优化措施以提高焊点的可靠性.
【总页数】6页(P6-11)
【作者】郭强;赵玫;张校昌
【作者单位】上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室,上海,200030;上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室,上海,200030;东方通信股份有限公司网络通信研究所,浙江,杭州,310053
【正文语种】中文
【中图分类】TN406
【相关文献】
1.基于蠕变模型倒装芯片焊点疲劳寿命预测 [J], 盛重;薛松柏;张亮;皋利利
2.考虑焊点不确定性的车身点焊结构疲劳寿命优化 [J], 刘志成;姜潮;李源;白影春
3.考虑修正平均等效应力强度因子的焊点缺陷疲劳寿命研究 [J], 胡金花; 宋凯; 熊
礼明
4.考虑平均应力的同频拉扭多轴高周疲劳寿命评价方法 [J], 李静;佟晓龙;杨烁;仇原鹰
5.倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究 [J], 李晓延;王志升因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。