[發明專利]快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法

在審

• 申請號: 201410238352.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104077433A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 任建峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明涉及一種快速獲得外載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，尤其是適用于法向載荷作用時印制板組件表面曲率分布的快速獲取方法。

背景技術

印制板組件是電子設備發揮作用的關鍵構成部分。印制板組件由印制板和焊接在印制板上的多個元器件組成，各元器件的潤濕力和潤濕角度在同一焊接條件下差異很大，對整機、部件可靠性影響很大。在使用過程中電子設備受到的外部載荷經由機箱作用在印制板組件上。印制板組件在這些載荷(尤其是沿印制板法向的載荷)的作用下產生彎曲變形，印制板的表面由平面變化為翹曲平板表面，從而使安裝在印制板上的電子元件的引腳或焊點受到彎曲應力和剪切應力的作用，這些應力是引起電子元件疲勞損傷的重要因素。與此同時已有的研究結果表明，上述應力與印制板表面的曲率分布存在直接聯系。諸如：Dave?S.Steinberg在《VIBRATION?ANALYSIS?FOR?ELECTRONIC?EQUIPMENTS》一書中指出元件引線和焊點的應力與印制板的曲率相關；李德葆在《實驗模態分析及其應用》一書中認為承彎元件的應力是與印制板的曲率成正比的；Jing-en?Luan等在《Modal?Analysis?and?Dynamic?Response?of?Board?Level?Drop?Test》一文中指出印制板中曲率最大的位置，彎曲應力最大。

現有技術獲取曲率的方法有4種：第1種是利用彎曲平板的曲率表達式計算曲率；第2種是利用計算模態曲率的中心差分法計算曲率；第3種是利用應變與曲率的關系式計算曲率；第4種是利用有限元方法中的殼單元來計算曲率。具體如下：

1)利用彎曲平板的曲率表達式計算曲率

圖4所示的彎曲平板的曲率可以由式(a)計算：

ρ=1R=2δ(L2)2+δ2---(a)]]>

式(a)中，ρ為彎曲平板的曲率；R為彎曲平板的曲率半徑；δ為板彎曲后形成的拱形的拱高(板的彎曲變形量)；L為平板彎曲變形后形成的拱形的跨度。

這樣，根據式(a)在可以根據板的彎曲變形量就可以計算出板彎曲的曲率。但是該方法僅能完成簡單彎曲變形時平板曲率的計算，而無法計算復雜變形的平板(圖5所示)的曲率。這是由于式(a)是在假設平板彎曲后可以看作一段圓弧的前提下，利用平面幾何分析的方法推導出的，顯然當平板產生的變形較為復雜時，該方法的假設不成立，也就無法完成曲率計算。

2)利用計算模態曲率的中心差分法來計算曲率

曲率模態可以在位移模態的基礎上由中心差分發近似計算。具體如下：