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2021 - 06 - 21
作者:刘琼 上海安世亚太光学应用工程师本文共计1798字,阅读时间预计6分钟编者按自动驾驶领域各势力激烈交锋,如何突出重围,就看谁能用好自动驾驶的“智慧之眼”。作者在本文阐述了自动驾驶“智慧之眼”的概念及其优势,并深入分析了优化“智慧之眼”的方式,为自动驾驶技术升级提供了优秀的思路。拥挤的自动驾驶赛道四月,上海车展“变化”了。科技新贵纷纷投身造车,成为今年热议的话题。新旧势力交锋,火光四射。智能化...
2021 - 03 - 04
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1591字,阅读时间预计5分钟编者按作者在本文对DEFORM软件使用时常出现的问题进行了深入探讨,并针对应变值不变的问题提出了解决方案,有利于技术工程师在实际使用时进行更好的模拟仿真。在变形中,有一种相对常见的情况:零件变形,但有效应变保持为0,其他变量(如应力)的行为异常。报错信息如图-1所示,工件的单元应力为0。(注:图-1所示错误多发生在用户自...
2021 - 02 - 03
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计3974字,阅读时间预计9分钟编者按作者在本文中对齿轮整个成形过程所涉及的工艺进行了分析,并提出从切削到热处理的过程中,DEFORM可以进行一系列的仿真分析,帮助研发人员减少研发周期,避免人为的设计缺陷,为整个齿轮行业提供CAE仿真支持。齿轮作为可以改变运动方向及形式以及传递力矩的部件,已经成为机械行业中必不可少的核心零件。特别是在国家提出“中国制造...
2021 - 01 - 20
作者:李桂花 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1199字,阅读时间预计4分钟编者按ICT技术已经是现代电子企业常用的测试技术,本文中作者使用ANSYS Sherlock软件进行ICT测试,评估由于过应力导致的风险组件,并根据结果提出改进措施。随着微电子技术和电子组装技术的发展,PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组件)布局和组装呈现出复杂化...
2021 - 01 - 13
作者:高征宇 上海安世亚太流体应用工程师本文共计1435字,阅读时间预计5分钟编者按作者由浅入深,通过《数码宝贝》引申出数字孪生的发展历程与生活中的实际运用,分析了数字孪生运用中的重点及难点,最后通过案例展示了数字孪生的使用方式。或许大家有发现数字孪生的概念正慢慢地变得火热起来。不仅变成了众多行业、企业,各种大中小型研讨会追捧的话题,也成为了大家茶余饭后的谈资。数字孪生可以说1970年Apollo...
2021 - 01 - 07
作者:李超峰 上海安世亚太流体应用工程师文章发布:上海安世亚太官方订阅号(搜索:PeraShanghai)联系我们:021-58403100本文共计1371字,阅读时间预计4分钟编者按作者通过一个优化模具通道的案例进行分析和讲解,拆分了该案例的优化步骤,让我们清楚地了解到ANSYS POLYFLOW在挤出工艺中的重要作用。背景挤出成型是聚合物、玻璃及食品加工连续性生产工艺的重要方法。由于聚合物在拉...

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如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?
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如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

介绍

作者:李桂花 上海安世亚太结构应用工程师

本文共计1199字,阅读时间预计4分钟


编者按

ICT技术已经是现代电子企业常用的测试技术,本文中作者使用ANSYS Sherlock软件进行ICT测试,评估由于过应力导致的风险组件,并根据结果提出改进措施。

随着微电子技术和电子组装技术的发展,PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组件)布局和组装呈现出复杂化的趋势。PCB中的器件尺寸微型化、引脚间距紧凑化都使得 PCBA在极大程度上增大了产品失效的可能性。


ICT技术

ICT( In-Circuit Test),即在线测试技术,作为电子产品印制板组装加工中的重要测试手段,已为大多数现代化电子企业所采用。

它使用一系列测试探针和测试夹具,在一个电路板的一面或两面来测试制造过程中的电气连接。每个测试探针施加一个力在一个特定的电路板位置,称为测试点,由设计确定。在测试过程中,所有这些测试点力的联合作用使电路板产生弯曲,如果应力值足够高,焊点可能会失效,PCB板上的元件也将产生超过允许范围的应力。

如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

图1  ICT测试仪

如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

图2 电路板常见的失效模式:陶瓷电容器的弯曲开裂、垫坑


为了提前避免失误和发现问题,在生产过程中需要对ICT步骤进行应力应变测量并监控,以确定产品应力应变处于允许范围内。如果测量值超过了电路板允许的应力应变水平的最大值,将对电路板进行重新布局设计或者调整夹具设计,或者按要求改变流程,使得应力应变数值回到允许范围之内。


ANSYS Sherlock

ANSYS Sherlock软件是目前唯一一款基于可靠性物理的电子设计软件,能够在早期设计阶段为电子硬件的元器件、板件和系统级提供快速准确的寿命预测,其提供的ICT分析模块基于有限元算法可以快速对测试点和夹具施加的机械应力进行建模,并根据预测的电路板部件的应力对其进行打分列出测试不合格的元器件。


ICT测试在Sherlock软件中实现非常简单,导入电路板设计模型(odb++,IPC2581,Cadif等文件格式)后:

第一步

进入PCB的layer层,定义电路板测试的约束条件。如固定孔约束、支撑约束等,约束条件可以复制也可以通过文件导入。

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图3 增加测试约束条件

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图4 约束条件可以复制

第二步

增加ICT测试点,并定义测试点载荷(力或者位移)。简单的测试点可以根据坐标系手动一个一个加入,如果测试点非常多,可以通过文件导入的形式输入。

如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

图5 手动增加单个测试点

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图6 复杂测试点可通过文本文件导入

第三步

求解并查看结果,评估由于过应力导致的风险组件。

如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

图7 电路板三维位移和应变结果

如何使用Sherlock的ICT测试模块对电路板进行过应力仿真?

图8 电路板危险组件按照分数不同颜色显示


第四步

在上述分析结果基础上,提出改进措施。例如,通过改变测试点位置,减少测试点载荷/位移,增加或移动板支撑,填充灌封胶等方法在Sherlock软件里对电路板设计进行快速迭代设计,以期达到产品测试合格的目标。


例如在下图中,软件分别通过移动高风险区域的组件U27到合适的位置(10年内失效率大于20%)、增加约束条件(10年内失效率约为5%,达到设计目标)、填充灌封胶(失效率非常低,达到设计目标)的方法来降低产品的失效率。

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图9 初始产品设计的失效率(2年内达到5%)

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图 10 移动组件U27到合适的位置、增加约束条件、

填充灌封胶降低失效率


应用扩展

除了ICT测试过程外,类似活动包括四点弯曲测试、电路板子卡或连接器插入过程、分板过程、散热器连接、对电路板的不适当支撑等都会引起电路板过应力失效,这些也可以通过Sherlock的ICT测试模块进行仿真。

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图11 四点弯曲试验及ICT实现

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图 12 直插连接器对电路板影响及ICT实现


*本文版权归上海安世亚太所有,

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2021 - 03 - 04
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1591字,阅读时间预计5分钟编者按作者在本文对DEFORM软件使用时常出现的问题进行了深入探讨,并针对应变值不变的问题提出了解决方案,有利于技术工程师在实际使用时进行更好的模拟仿真。在变形中,有一种相对常见的情况:零件变形,但有效应变保持为0,其他变量(如应力)的行为异常。报错信息如图-1所示,工件的单元应力为0。(注:图-1所示错误多发生在用户自定义材料中,因此用户首先要确认输入的材料参数是否符合材料本构模型。)当应变率非常小时,应变值不变的问题很常见,并且与称为'极限应变率'的值相关。图-1 单元应力为0的错误信息什么是极限应变率?在DEFORM中,刚塑性有限元算法是因变形而在单元中产生的应力。在刚塑性模型中,如果一个单元没有塑性变形,那么该单元的应力是不明确的。然而良好的收敛,需要一致的应力。为了改善收敛,DEFORM 使用被称为“极限应变速率(LMTSTR)”的值来识别零件的刚性或几乎刚性区域,并计算变形率接近零的区域的流动应力。 一般来说,流动应力和应变率之间的关系是非线性的,由流动应力定律定义。 在低于极限应变速率的值下,可假定流动应力和应变率关系在0和(极限应变率)下的流动应力之间是线性的。根据计算目的,应变率低于极限应变率的单元被视为“刚性”。它们不会计算应变,并且报告的有效应力可能相当低。如何计算极限应变率?极限应变率保持是指“平均应变率”的固定比率。该比率在前处理器工件属性中进行定义,通常为100:1。■ 低于LMTSTR的应变率流动应力是基于从0到LMTSTR流动应力之间的线性拟合计算。■ 在每个变形时间步数中,计算所有变形单元的平均应变率,此后更新的值便会重新计算极限应变率。■ 对于应变率低于LMTSTR的单元,应变和损伤值不会增加。为什么这会引...
2021 - 02 - 03
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计3974字,阅读时间预计9分钟编者按作者在本文中对齿轮整个成形过程所涉及的工艺进行了分析,并提出从切削到热处理的过程中,DEFORM可以进行一系列的仿真分析,帮助研发人员减少研发周期,避免人为的设计缺陷,为整个齿轮行业提供CAE仿真支持。齿轮作为可以改变运动方向及形式以及传递力矩的部件,已经成为机械行业中必不可少的核心零件。特别是在国家提出“中国制造2025”发展制造业的时期,精密化的齿轮在汽车、高铁、航空航天、智能机器人等高尖端行业中,决定着这些的行业的根基。简单举例,智能机器人手臂中的椭圆行星齿轮,其研发和生产基本控制在国外大公司手中。欧美日等西方发达国家在齿轮成形生产中,已经把CAE仿真完全融合到整个制造过程中。利用CAE的优势减小生产成本,提高开发优势,是西方发达国家掌握核心技术的关键手段。DEFORM作为业界公认应用最广泛的金属体积成形、切削加工以及热处理表面处理的CAE仿真软件,其可以为齿轮成形加工的过程提供CAE支持,提高齿轮的加工精度,下文将从齿轮的各种加工类型和热处理进行分类说明。齿轮成形类型[1-2]现代齿轮成形方法基本上分为2种,分别是切削成形和塑性成形。齿轮切削成形齿轮切削成形又分为仿形法和范成法。仿形法仿形法是指利用外形与齿轮齿槽相同或相近的成形刀具加工齿轮齿形的方法,包括铣齿、拉齿、磨齿等。范成法范成法是指利用齿轮刀具和齿坯之间保持强制的啮合运动关系而成形齿轮齿形的方法,包括滚齿、插齿、剃齿等。图-1 齿轮切削成形齿轮塑性成形齿轮塑性成形因采用少、无切削的净成形和近净成形,可节省材料、节约工时。最主要的是这种成形方法没有切断金属流线,采用压实和压密金属晶粒即可提高齿轮的强度(可以提高20~30%),增加齿轮的寿命。在现阶段,对于能够采用体积塑性成形的齿轮,各个齿轮生产公司和工厂大都采用此类方法。齿轮...
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