电路板或芯片的小球跌落仿真模拟

现在层出不穷的物联网设备及超薄电子产品，产品结构设计的越来越小型化，而且有很多裸露的传感器。因此对于产品的可靠性提出了更严格的强度要求，其中落球实验经常会被作为一个标准用来评价产品结构设计的是否合理。但是因为落球实验会受很多生产工艺的影响，在很大程度上结果的一致性都不好。而且是一种破坏性的测试，产品测试周期长，费用高。因此，使用ANSYS仿真来对小球跌落进行模拟，是非常有意义的。

本文简要介绍小球跌落试验模拟所用的模块和使用流程，希望对大家有帮助。

一、使用ANSYS Explicit模块进行分析；

二、创建结构模型，包括PCB基板，芯片，以及塑封料。模型的建立过程略去；

三、确定部件材料，因为是示例，所以从ANSYS材料库中选了EPOXY，Silicon，FR-4等材料参数。

四、确定接触属性，选择Frictionless；

五、网格设置；

六、小球跌落速度设置为1m/s；

七、约束条件的设置，设置为底部固定约束，如果更进一步模拟实际情况，还需根据实际实验来修改；

八、计算过程中的设置，设定终止时间为0.00015s，根据计算需求和计算能力，也可更改；

九、计算并查看芯片的应力的结果，因为重点在于芯片是否会被小球跌落损坏。

Die_ball_drop.avi

十、由下图看出，小球底部的芯片区域，应力是最大的。由于设置的计算时间比较短，速度也比较低，因此应力并不大。

通过以上计算，可以调整不同的材料参数，以及更细化一些的叠层结构设计来优化落球的结果。从而对芯片封装结构的设计起到非常重要的指导作用。

以上仅为示例，还希望各位专家同行多多指点。