イメージベース構造解析ソフトウェア
VOXELCON

事例5 電子基板のソリ解析

■概要

解析の流れ VOXELCONでは定常熱伝導解析結果の温度分布を温度荷重として熱応力解析を行う、定常熱伝導と熱応力の弱連成解析を簡単に行うことができます。

ここではその一例として、簡単なモデルを用いた電子基板のソリ解析をご紹介します。

■解析モデル

モデル全体

モデル全体図

各パッケージ断面

各パッケージ断面図

物 性 値

基板
ガラエポ(直交異方性)
パッケージ
樹脂(等方性)
チップ
Si(等方性)
ヤング率[GPa] 基板-ヤング率 9.0 170
ポアソン比 基板-ポアソン比 0.3 0.3
せん断弾性率[GPa] 基板-せん断弾性率 3.46 65.4
線膨張率[10-5/K] 基板-線膨張率 3.0 3.0
熱伝導率[W/mK] 基板-熱伝導率 1.2 140

■定常熱伝導解析

境界条件

各チップに発熱、全表面に熱伝達境界を設定します。

境界条件 - 熱伝導解析

定常熱伝導解析結果

熱伝導解析結果
≪温度分布≫

■熱応力解析

境界条件

四隅を完全拘束するとともに、熱伝導解析結果の温度分布を温度荷重として与えます。

境界条件 - 熱応力解析

■結果

結果 - 変形図 結果 - ミーゼス応力分布図

計算情報

  • ボクセル数 : 10,406,400
  • ボクセルサイズ : 0.05 [mm]
  • 計算時間/ 使用メモリ :
    ※ Intel Core2 T7200 2.0GHz × 2
      計算時間 [分] 使用メモリ [MB]
    定常熱伝導解析 79 1506
    熱応力解析 1966 2929

考察

VOXELCONを用いて、定常熱伝導と熱応力の弱連成による電子基板のソリ解析 をご紹介しました。

この例では非常に単純な基板モデルを用いましたが、実製品に即したより複雑なモデルでも、VOXELCONの強力なボクセル分割機能より、一般に多大な手間を要するメッシュ作成の工数はほとんど必要ありません。

また、VOXELCONは非常に少ないメモリで解析できるようになっている為、本例のように1000万要素を超えるような大規模なモデルであっても、一般的なPCで解析することが可能です。

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