某型产品电路板的可靠性分析与试验研究

摘要

本文主要的内容是某型产品中的电路板在复杂环境下的可靠性理论分析和可靠性试验研究。课题来源于实际科研生产需求。 首先对电子设备的工作环境进行了分类，对导致电子设备失效的主要环境因素（即振动和温度）进行了分析与研究。并对可靠性分析理论与方法进行了归纳与总结。 随后提出了一种一维简化有限元建模方法，应用于芯片的热可靠性有限元建模与分析。分别对两种不同边界条件下的有限元原始模型和简化模型的分析计算结果进行了对比，确定了这种一维有限元简化建模方法的有效性。 然后研究了试验过程中对电路板使用寿命的预计方法。提出了应用Mason-Coffin方程对三种不同类型的电路板进行寿命预计，并对比试验结果，证实了这种方法的可行性。 最后针对某电路板的安装固定方式，进行了振动有限元仿真分析与试验研究，选择了固定其四边的安装方式;针对某电路板高温工作环境下故障率高的情况，进行了温度有限元仿真分析与试验研究，选择一种可行的散热方式对目标位置芯片进行降温，并测得实际使用过程中的故障率下降了50％。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题研究背景和意义

1．2国内外研究现状

1．3课题来源

1．4本课题主要内容及需要解决的问题

1．4．1本课题主要内容

1．4．2本课题需要解决的问题

2电子设备的工作环境及可靠性设计与分析

2．1电子设备的工作环境

2．1．1电子设备的机械环境

2．1．2电子设备的热环境

2．2电子设备可靠性设计理论分析

2．2．1电子设备的振动可靠性设计

2．2．2电子设备的热可靠性设计

2．3电子设备可靠性方法分类及选择

2．3．1电子设备可靠性概述

2．3．2电子设备可维修性概述

2．3．3电子设备可用性概述

2．3．4电子设备保能性概述

2．3．5电子设备可靠性预计方法

2．4电子设备的振动可靠性理论分析

2．4．1多自由度系统振动理论

2．5电子设备的热可靠性理论分析

2．5．1热传导

2．5．2热对流

2．5．3热辐射

3电路板热可靠性的一维简化有限元建模方法

3．1简化建模方法

3．2科尔网络模型的选定

3．3建模改进措施和方法

3．4实际案例建模与分析

3．5本章小结

4基于模拟和循环弯曲试验测试的电路板寿命评估

4．1目标电路板材料与样本分析

4．2电路板寿命实验和建模

4．2．1电路板跌落寿命实验

4．2．2电路板跌落模拟仿真分析

4．2．3电路板寿命模型

4．3实验与仿真结果分析

4．3．1实验结果

4．3．2仿真结果

4．3．3电路板跌落寿命分析

4．4本章小结

5某型产品电路板的可靠性分析与试验研究

5．1某型产品电路板的振动可靠性实例分析

5．1．1目标电路板建模方法的分类及选择

5．1．2建立目标电路板有限元模型

5．1．3环境应力筛选振动试验及分析

5．2某型产品电路板的热可靠性实例分析

5．2．1印制电路板的热可靠性理论分析与有限元建模

5．2．2高低温环境试验与分析

5．2．3针对目标PCB板电子芯片温度过高的改进手段

5．3本章小结

6总结与展望

6．1总结

6．2展望

致谢

参考文献

附录