基于数值模拟的LED键合线热应力分析

时间:2022-04-21 01:20 作者:亚搏手机app官方网站入口
本文摘要:LED是一种必需将电磁能转换变成太阳能的半导体材料灯源,具有节约资源、环境保护、安全系数、长寿命、功耗等特性,广泛运用于指令、说明、装饰设计、背光源、一般灯光效果等行业[1]。其处理芯片与基钢板中间一般来说应用引线键合进行电气设备相接,即根据热、工作压力、超音波等动能使金属材料导线与被电焊焊接焊层再次出现原子间扩散相溶,搭建处理芯片电级-键合线-基钢板相互间的键合相接。

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LED是一种必需将电磁能转换变成太阳能的半导体材料灯源,具有节约资源、环境保护、安全系数、长寿命、功耗等特性,广泛运用于指令、说明、装饰设计、背光源、一般灯光效果等行业[1]。其处理芯片与基钢板中间一般来说应用引线键合进行电气设备相接,即根据热、工作压力、超音波等动能使金属材料导线与被电焊焊接焊层再次出现原子间扩散相溶,搭建处理芯片电级-键合线-基钢板相互间的键合相接。

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  在LED的生产制造生产制造中,为了解、点评、剖析和提高LED的自然环境适应能力,总会LED进行涉及到可靠性测试[2],冷冲击试验即是在其中一种。该试验根据对LED造成规律性瞬变的冷溫度循环系统,实验其所能承受的因热涨冷缩所引起的化学反应或物理学危害。在该实验中,LED键合线常沦落在其中的敏感位置,其在实验中的断开是否对LED可信性起着至关重要具有。

  为了更好地了解LED键合线在冷冲击试验下的掉下来原理,文中从材料的热应力基础知识到达,创设冷冲击性标准下的LED键合线实体模型,并根据有限元分析标值模拟仿真对键合线的热应力进行推算出来剖析,从而确认键合线热应力产自状况及危害热应力的涉及到主要参数。  1、热应力基础知识  热应力又被称为温形变变。造成热应力的必备条件是不会有温度差,当温度差引起的构造地应力遭受约束时才可造成热应力。约束有三种方式,即外界刚度约束、內部各一部分中间形变约束及其有所不同材料中间的相互之间形变约束。

针对LED来讲,冷冲击性标准下,LED遭受规律性的热涨冷缩,各材料中间线膨胀系数有所不同又相互之间约束,因而在各材料页面,不容易造成应力。  在冷冲击性全过程中,因为LEDPCB体各一部分部件材料的线膨胀系数有所不同,将造成规律性的收拢与澎涨。键合线不容易遭受有所不同水平的裁切和裁切,在键合线三维构造中变形正圆形多轴情况产自,因此在剖析键合线在冷冲击性溫度循环系统标准下的结构力学不负责任时,应用答复综合性变形抗压强度的等效应力来描述键合线的变形产自情况。  根据第四强度理论VonMises规则,等效应力用变形张量的份量答复为:   由所述剖析由此可见,针对LED来讲,工作温度温度差越大、PCB材料中间的线膨胀系数差别越大、材料的弹性模具越大,LED遭受热应力越大,伴随着時间降低,材料页面应力更非常容易造成疲倦掉下来。

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  当突显LED各PCB材料以热学特性,造成材料的热初始条件,才可由之上各公式计算对LED三维模型的等效电路热应力进行剖析打法,以后可下结论热荷载标准下LED各PCB材料各方向的等效应力状况。在其中,剖析打法全过程可根据有限元分析标值模拟仿真打法搭建[3-5]。


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