基于有限元的挠性光电互联印制板内光纤热应力分析

发布时间：2024-12-19 04:46

　　 针对玻璃光纤埋入挠性光电印制板光纤的热应力问题。建立了挠性光电印制板三维有限元分析模型,在SnAgCu无铅焊料回流焊接工艺条件下,采用有限元热力学分析方法,利用Comsol软件分别对挠性光电印制板内部光纤埋入矩形、U型、梯形三种槽型结构时光纤的热应力值进行了研究。分析结果表明,光纤最大热应力出现在光纤两端区域;埋入无涂覆层玻璃光纤时,采用U型槽埋入光纤,光纤所受最大热应力值是116. 8 MPa,为三种结构中的最小;埋入涂覆层玻璃光纤时,采用矩形槽埋入光纤,光纤所受最大热应力值最小为100. 99 MPa;三种槽型结构内光纤端面在X、Y、Z三个方向的最大位置偏移量均小于1μm。研究结论对设计挠性光电印制板光纤埋入结构具有一定的参考价值和指导意义。

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【部分图文】：

图2 挠性光电印制板三维有限元模型

由于光纤径向与轴向尺寸、基板长宽尺寸差距较大，为了降低计算机资源建模缩小了基板尺寸，挠性光电印制板仿真模型整体长宽尺寸为4000μm×2000μm;不考虑加工误差，模型开槽深度为恰好将光纤完全埋入，顶部各层厚度参数如图2b所示，整个挠性光电基板厚度为298μm。有限元模型各部....

图3 SnAgCu回流焊接温度曲线及有限元网格划分模型

图5显示了回流峰值温度时光纤的应力分布云图，由于基板整体结构对称，由应力分布云图可知4根阵列光纤的应力分布基本相同，光纤最大应力出现在光纤两端面处其值为126.25MPa，在光纤端面处的4个斜对角区域应力集中明显，因填充胶与光纤的物理性质不同，由界面应力可知，在外力作用下，两个....

图4 光纤最大应力随回流时间/温度变化关系曲线

图3SnAgCu回流焊接温度曲线及有限元网格划分模型图5矩形槽光纤vonMises应力云图

图5 矩形槽光纤von Mises应力云图

图4光纤最大应力随回流时间/温度变化关系曲线图6为四根阵列光纤由端面沿轴向在回流峰值温度时刻的最大应力分布曲线。从图可以看出光纤中间部位所受最大应力较为均衡，在光纤端部区域应力从端面沿轴向出现先下降后上升再下降的趋势，因为体积相对较大的挠性基板端面处于自由状态，在温度载荷下基板....

本文编号：4017680