文档介绍：有限元分析基于Abaqus的叠层器件有限元分析

　　　　摘要：针对叠层结构的热应力和散热问题，；流体动力学分析结果表明在叠层间空气的流动比外表面小.
　　关键词：叠层结构；热应力；流体动力学；有限元； Abaqus
　　中图分类号：文件标志码： B
　　引言
　　伴随工业技术的发展，电子产品在体积基础保持不变的情况下，功率有显著增加，，，需要做2个方面的工作，其一是了解在极限工作温度状态下结构所产生的热应力分布；其二是采取风扇强制散热时，，、可模拟任意几何形状的单元库，并拥有多种类型的材料模型库，能够模拟经典工程材料的性能，其中包含金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、，Abaqus除能处理大量结构如应力位移问题，还能够模拟其它工程领域的很多问题，比如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、，针对叠层器件结构，建立热应力有限元模型；采取Abaqus的CFD模块，建立流体动力学有限元模型；最终依据上述2个模型的计算结果，分析产品热应力和空气的流动情况，为结构设计提供依据.
　　1叠层结构的热应力有限元分析
　　，当器件温度达成200 ℃时，：芯片材料的弹性模量为131 GPa，泊松比为，热膨胀系数为×10-6 ℃-1；板材料为FR4，弹性模量为224 GPa，泊松比为，热膨胀系数为×10-5 ℃-，建立三维有限元模型，采取8节点六面体三维实体单元C3D8R.
　　因为结构的对称性，取1/，首先建立多个形状简单的“Part”；然后经过“Assembly”组合成叠层结构的形状；再用命令“Merge/Cut Instances→Geometry Intersecting Boundaries→Retain”将各个简单结构连接成一个整体；最终采取“Tools→Patition→Create Partition”命令，将结构切割成能够划分较高质量网格的有限元模型.
　　最终取得含有8节点三维块体单元C3D8R的1/4叠层器件的有限元模型，该模型单元总数为3 395个，节点总数为4 800个.
　　1/4叠层结构的有限元计算等效应力云图见图1，可知，叠层结构在芯片和板两种材料的结合部位应力较大，尤其是在两种材料连接的角点位置应力最大见图2.
　　图 11/4叠层结构的等效应力云图
　　图 2两层材料边界的等效应力曲线
　　依据上述有限元计算分析可知，采取Abaqus的Standard模块，能够对叠层器件结构进行有效的有限元