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    4步教会你使用Sherlock的ICT模块对电路板进行过应力仿真

  • 时间:2022-04-17 流量:126




    ICT该技术已被现代电子企业使用ANSYS Sherlock软件进行ICT、评估过应力引起的风险组件,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)的布局和组装呈现出复杂的趋势。PCB设备尺寸的微型化和引脚间距的紧凑化 PCBA产品失效的可能性大大提高。


    1.微观世界更具挑战性


    ICT( In-Circuit Test),即在线技术,作为电子产品印刷板组装加工的重要手段,已被大多数现代电子企业采用。


    它使用一系列探针和夹具,在一个电路板的一面或两面来制造过程中的电气连接。每个探针施加一个力在一个特定的电路板位置,称为点,由设计确定。在过程中,所有这些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板上的元件也会产生超出允许范围的应力。


    图1 ICT仪


    图2 电路板常见故障模式:陶瓷电容器弯曲开裂、垫坑


    为了提前避免错误和发现问题,在生产过程中需要ICT步骤测量和监控应力应变,以确定产品应力应变在允许范围内。如果测量值超过电路板允许的应力应变水平的较大值,则重新布局或调整夹具设计,或根据要求改变过程,使应力应变值返回允许范围。


    2.ANSYS Sherlock


    ANSYS Sherlock该软件是一种基于可靠性物理的电子设计软件,可以在早期设计阶段为电子硬件的组件、板和系统级提供快速准确的寿命预测ICT基于有限元算法,分析模块可以快速建模试验点和夹具施加的机械应力,并根据预测电路板部件的应力进行评分,列出不合格的部件。


    ICT在Sherlock实现软件非常简单,导入电路板设计模型(odb ,IPC2581,Cadif等待文件格式后:


    第一步


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


    图3


    图4 约束条件可以


    第二步


    增加ICT点,并定义点负载(力或位移)。简单的点可以根据坐标系手动添加。如果有很多点,可以以文件导入的形式输入。


    图5 手动增加单个点


    图6 复杂试验点可通过文本文件导入


    第三步


    评估过应力引起的风险组件。


    图7 电路板的三维位移和应变结果


    图8 电路板危险组件按不同颜色显示


    第四步


    在上述分析结果的基础上,提出了改进措施。例如,通过改变试验点位置、减少试验点负荷/位移、增加或移动板支撑、填充灌封胶等方法Sherlock软件里对电路板设计进行快速迭代设计,以期达到产品合格的目标。


    例如,在下图中,软件通过移动高风险区域的组件U27在适当的位置(10年内失效率超过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(失效率很低,达到设计目标),降低产品失效率。


    图9 初始产品设计失效率(2年内达到5%)


    图 10 移动组件U27在适当的位置,增加约束,填充灌封胶,降低失效率


    3.应用扩展


    除了ICT除试验过程外,类似活动包括四点弯曲试验、电路板卡或连接器插入过程、分板过程、散热器连接、电路板支撑不当等,也可通过Sherlock的ICT模拟模块。


    图11 四点弯曲试验ICT实现


    图片 12 直插连接器对电路板的影响ICT实现




    http://www.ntocch.com