电子产品可靠性分析快速实现方法

芯片封装设计是电子行业的重点之一，相关研究院所和企业面临着日趋复杂的封装产品可靠性问题。针对电子封装中焊点、引线等结构受振动、冲击、温度变化、湿度变化等条件容易发生翘曲、开裂、疲劳失效，最终导致整器件失效的问题，开发电子封装可靠性分析软件。该软件可以实现电子封装模型快速参数化建模、温度和随机振动环境仿真、可靠性分析，能够降低电子封装仿真分析门槛，提高工程师仿真分析效率，缩短研发周期。

一、功能特色

1.总体功能

• 提供电子产品可靠性分析仿真流程；

• 实现仿真全过程的向导化；

• 封装可靠性分析全流程，使用向导式界面，无仿真经验的设计人员，也可快速完成参数设置；

• 基于ANSYS APDL封装Darveaux疲劳寿命模型和Manson高周疲劳经验公式，通过自动抽取分析结果数据，实现热温循和随机振动疲劳寿命预测；

• 封装电子产品遵循的Weibull失效分布模型，给出电子产品循环次数与失效率分布曲线，快速评估不同循环次数下产品的可靠性。

2.设计参数、仿真数据文件管理

• 对模型库文件和产生的过程数据文件进行统一管理；

• 对可靠性分析过程中定义的参数进行有效管理，并能够基于参数对仿真过程进行驱动。

3.插件式扩展接口

针对于高级用户，可对模型库中模型进行扩展，同时，前处理模块、仿真分析模块及后处理模块均支持插件式扩展。

二、应用案例

案例1：封装结构温度冲击疲劳寿命分析

某BGA封装设计，需要快速评估各设计参数对封装结构温度冲击疲劳寿命的影响。利用电子封装可靠性软件内置的模型，实现了快速参数化建模，仿真计算得到了温度冲击循环条件下焊球的应力、应变、蠕变应变能密度，通过基于能量的Darveaux公式分析得到了焊球温度冲击疲劳寿命。

案例2：封装结构随机振动可靠性分析

某BGA封装结构需要分析结构在随机振动环境下的可靠性，利用电子封装可靠性软件快速完成了结构的建模和网格划分，基于随机振动求解完成了结构随机振动分析，在分析结果的基础上，采用软件后处理模块得到了结构的随机振动疲劳寿命。

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