【Ansys Sherlock】 應用Sherlock 提升PCB可靠度

Sherlock在板級可靠度有相當優秀的表現,可以做為前期設變快速的時期,能協助使用者快速得到結果。此案例利用Sherlock中最有價值的封裝-Solder type做為變因,比對板子的變形與失效的年限,並多增加一組填膠協助改善設計。

 

透過Ansys Sherlock可輕易解讀ECAD內所有資訊,包含元件、走線等。

 


藉由Ansys Sherlock,透過automapping功能,輕易匹配資料庫內資料,數分鐘內轉換到FEA模型。

 


在前期快速設計階段,在Ansys sherlock中可編輯BGA的封裝形式,除了可以根據ECAD的資訊自動建立,也可調整成所需的樣式,無須限制在資料庫中有限的模型。

 


比對建立Solder所建立的模型差異。下方所放分別為無Solder模型,與有建立出Solder模型,當中又可分為Full或是Island等形式,當中關於Solder的細部尺寸還可以透過Part editor去修改建立。

 


 

以Shock工況,討論分析結果,比較當中這三個版本差異。
無solder,變形量1.02mm;Solder-Full,變形量1.42mm;Solder-Island,變形量1.41mm;Solder-Full增加填膠,變形量1.34mm。
從結果來看,發現不考慮solder的時候,在變形量的部分會被輕估。在這個案例中,修改solder類型在變型分析時,影響不大,當加入填膠的變因後,變形量可在下降至1.34mm。

 


後處理部分,列表顯示,協助使用者判斷零件失效的狀況。

 


後處理部分,以壽命曲線圖,表達可靠度,協助使用者判斷零件失效的狀況。

 


此次分析比較案例中,發現單就Solder type的比較下,在Island的形式失效機率優於Full。
若能加上填膠(potting)後,可以讓失效機率降至5.3%。

 


延伸:可增加溫度變化做為另一組工況,可以增加評估該元件的solder fatigue