Evaluación Experimental de la Estabilidad Vibracional de SOPs en la Industria Aeroespacial Utilizando la Efectividad de Deformación de PCB de una Metodología de Diseño Basada en Deformación de PCB
Autores: Park, Tae-Yong; Park, Jae-Hyeon; Oh, Hyun-Ung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación Experimental de la Estabilidad Vibracional de SOPs en la Industria Aeroespacial Utilizando la Efectividad de Deformación de PCB de una Metodología de Diseño Basada en Deformación de PCB
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Teoría de Steinberg
Uniones de soldadura
Metodología basada en la deformación de PCB
Pruebas de vida a fatiga
Modelo de elementos finitos
Paquetes de contorno pequeño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La teoría de Steinberg, que se basa en la teoría del fallo por fatiga, se ha utilizado ampliamente para predecir la seguridad estructural de las uniones de soldadura en unidades electrónicas aeroespaciales bajo vibración durante los lanzamientos. Sin embargo, se encuentran limitaciones teóricas al evaluar la seguridad estructural de paquetes electrónicos altamente integrados montados en placas de circuito impreso (PCBs) bajo diversas condiciones de contorno. Por lo tanto, en nuestro estudio anterior, se propuso una metodología basada en la deformación de la PCB para superar las limitaciones técnicas de la teoría convencional de Steinberg, y su efectividad fue validada mediante la realización de pruebas de vida por fatiga en varios tipos de especímenes, como la matriz de bolas, la matriz de columnas y el paquete plano cuadrado. En este estudio, el objetivo era aumentar su completitud y fiabilidad al centrarse en paquetes de contorno pequeño (SOP) que aún no se habían considerado. Se propuso el modelo de elementos finitos (FE) del SOP para garantizar la predicción fiable de la seguridad estructural de las uniones de soldadura utilizadas en la metodología basada en la deformación de la PCB. La técnica de modelado propuesta contribuye a permitir la construcción rápida de un modelo FE para la unidad electrónica porque se simplificó enormemente en una masa concentrada de cero dimensiones y un elemento de enlace rígido para simular la masa del paquete y la unión de soldadura, respectivamente. La efectividad de la metodología fue validada realizando pruebas de vida por fatiga en especímenes de PCB bajo diversas condiciones de contorno. Esos resultados experimentales y analíticos indicaron que la metodología propuesta fue mucho más efectiva para predecir la seguridad estructural de una unión de soldadura para varios casos de especímenes probados en comparación con la teoría de Steinberg. El modelo FE simplificado del SOP con el elemento de enlace rígido conectado a seis puntos en el área de montaje del paquete de la PCB fue efectivo para estimar el margen de seguridad de la unión de soldadura. Los resultados de este estudio contribuirían a aumentar la disponibilidad de la metodología propuesta para el diseño mecánico rápido de unidades electrónicas en las industrias aeroespaciales.
Descripción
La teoría de Steinberg, que se basa en la teoría del fallo por fatiga, se ha utilizado ampliamente para predecir la seguridad estructural de las uniones de soldadura en unidades electrónicas aeroespaciales bajo vibración durante los lanzamientos. Sin embargo, se encuentran limitaciones teóricas al evaluar la seguridad estructural de paquetes electrónicos altamente integrados montados en placas de circuito impreso (PCBs) bajo diversas condiciones de contorno. Por lo tanto, en nuestro estudio anterior, se propuso una metodología basada en la deformación de la PCB para superar las limitaciones técnicas de la teoría convencional de Steinberg, y su efectividad fue validada mediante la realización de pruebas de vida por fatiga en varios tipos de especímenes, como la matriz de bolas, la matriz de columnas y el paquete plano cuadrado. En este estudio, el objetivo era aumentar su completitud y fiabilidad al centrarse en paquetes de contorno pequeño (SOP) que aún no se habían considerado. Se propuso el modelo de elementos finitos (FE) del SOP para garantizar la predicción fiable de la seguridad estructural de las uniones de soldadura utilizadas en la metodología basada en la deformación de la PCB. La técnica de modelado propuesta contribuye a permitir la construcción rápida de un modelo FE para la unidad electrónica porque se simplificó enormemente en una masa concentrada de cero dimensiones y un elemento de enlace rígido para simular la masa del paquete y la unión de soldadura, respectivamente. La efectividad de la metodología fue validada realizando pruebas de vida por fatiga en especímenes de PCB bajo diversas condiciones de contorno. Esos resultados experimentales y analíticos indicaron que la metodología propuesta fue mucho más efectiva para predecir la seguridad estructural de una unión de soldadura para varios casos de especímenes probados en comparación con la teoría de Steinberg. El modelo FE simplificado del SOP con el elemento de enlace rígido conectado a seis puntos en el área de montaje del paquete de la PCB fue efectivo para estimar el margen de seguridad de la unión de soldadura. Los resultados de este estudio contribuirían a aumentar la disponibilidad de la metodología propuesta para el diseño mecánico rápido de unidades electrónicas en las industrias aeroespaciales.