CC BY
9
ных фасонных фрез [Текст] / Емельянов С.Г., Куц В.В., Фадеев А.А. // В сборнике: Наука о резании материалов в современных условиях труды Международной юбилейной научно-технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения В.Ф. Боброва. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. С. 16-18.
46. Куц, О.Г. Синтез вариантов схем установки сменных многогранных пластин относительно профиля производящей поверхности фасонных фрез [Текст] / О.Г. Куц, А.А. Горохов // Прогрессивные технологии и процессы: Сборник научных статей 2-й Международной молодежной научно-практической конференции (24-25 сентября 2015 года), в 3-х томах, Том 2, Юго-Зап. гос.ун-т., ЗАО «Университетская книга», Курск, 2015, С.122-130.
47. Куц, О.Г. Оценка погрешности положения и ориентации сменных многогранных пластин дисковой фрезы для обработки РК-профильного вала [Текст] / О.Г. Куц, Е.В. Агеев, Ю.А. Мальнева // Прогрессивные технологии и процессы: Сборник научных статей 2-й Международной молодежной научно-практической конференции (24-25 сентября 2015 года), в 3-х томах, Том 2, Юго-Зап. гос.ун-т., ЗАО «Университетская книга», Курск, 2015, С.130-138.
48. Куц, О.Г. Выполнение синтеза структур в рамках методологии структурно-параметрического синтеза металлорежущих систем [Текст] / О.Г. Куц, Е.В. Агеев // Прогрессивные технологии и процессы: Сборник научных статей 2-й Международной молодежной научно-практической конференции (24-25 сентября 2015 года), в 3-х томах, Том 2, Юго-Зап. гос.ун-т., ЗАО «Университетская книга», Курск, 2015, С.139-146.
УДК 539.4.011.25
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ РЕЗИСТОРА ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА Ларионов Алексей Владимирович, студент (e-mail: alekslarinov@gmail.com) Гизатуллин Зиннур Марселевич, к.т.н., доцент Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ), г. Казань, Россия
В данной статье рассматривается математическая модель, которая описывает тепловые процессы, вызывающие деформацию материала припоя и резистора поверхностного монтажа.
Ключевые слова: термическая деформация, резистор, имитационное моделирование, паяные соединения
Важным аспектом при разработке электронных средств является выбор материалов для обеспечения долговечности жизни продукта. Резисторы и другие компоненты, излучающие тепло известная проблема электронных средств. Температура на припое может привести к появлению трещин, распространяющихся через паяные соединения, и как результат устройство выходит из строя [1].
Резистор поверхностного монтажа и схематическое изображение паяного соединения с печатной платой (ПП), изображено на рисунке 1.
В Таблице 1. отображены размеры резистора и других ключевых компонентов в модели, включая ПП.
Таблица 1. Размеры компонентов
Элемент Длина Ширина Высота
Резистор (Aluminum) 6 мм 3 мм 0.5 мм
ПП (FR4) 16 мм 8 мм 1.6 мм
Cu (подложка) 2 мм 3 мм 35 мкм
Ag (Контакт) 0.5 мм 3 мм 25 мкм
Зазор между резистором и платой - - 105 мкм
При моделировании объекта применялась симметрия в сечении по длине резистора таким образом, что при вычислениях использовалась только половина компонента (Рисунок 2).
Рисунок 1. Изображение и схема ре- Рисунок 2. Модель резистора. зистора, припаянного к печатной плате.
По условиям в процессе работы, резистор рассеивает 0,2 Вт мощности в виде тепла. Контакты на печатной плате и конвекция окружающего воздуха обеспечивают охлаждение. Охлаждение поверхности модели описано с помощью коэффициента теплопередачи,
к. Здесь И = 5 Вт/(м К); температура окружающего воздуха, 7м, принимается за 300 К. Теплопередача и граничные условия описаны следующими уравнениями.
V- (-кЧТ) = Q -п • (-кУТ) = ВДП/ — Г) где к — коэффициент теплопроводности, и Q тепловая мощность на единицу объема резистора (в вычислениях равен 16.7 мВт/м , что соответствует в общей сложности 0,2 Вт).
Модель позволяет исследовать тепловое расширение, используя статический структурный анализ. Тепловые и механические свойства материала в этой модели представлены в таблице 2:
"аблица 2. Свойства материала
Материал E (ГПа) k (Дж / моль • К) 3 р (кг/м ) Cp (Дж/(кгК))
Al 300 27 3900 900
Cu 110 400 8700 385
Fr4 22 0.3 1900 1369
Ag 83 420 10500 230
Sn96,7/Ag2/Cu0,8/Sb0,5 12 54 7000 150
Уравнение свойств воздуха в зависимости от температуры описано следующими уравнениями [3]:
= р0Мш Р ЯТ
с р0 = 1 АТМ., М^ = 0.0288 кг/моль, и Я = 8.314 Дж / (моль • К). Кроме того,
Ср=1100 [Дж/кг- К]
Теплопроводность воздуха описано уравнением
^ — 10-3.723+°.865г°5юС^) г Дж 1
моль- К
Тетрага^е [°С]
Рисунок 3. Распределение температуры в резисторе (условно выражен прямоугольником) и плате в устойчивом состоянии.
Напряжение равно нулю при температуре 293 К. За граничные условия принято, что оба конца, в направлении длины печатной платы, фиксируются по отношению к х, у, и г.
von Mises stress [Pa]
Рисунок 4. Термический критерий разрушения фон-Мизеса вдоль продольной оси материала припоя.
von Mises stress [Pa]
0 -1-1-1-1-1-1-1-
012345678
Arc-lenath
Рисунок 5. Термический критерий разрушения фон-Мизеса в месте контакта припоя и платы
В результате моделирования в программном пакете С0М80Ь МиШрЬузкБ, получены следующие результаты. Линейный график вдоль главной оси исследуемого объекта на рисунке 3 отображает распределение температуры в стационарном состоянии. Самая высокая температура составляет примерно около 1500 С. Плата нагревается до 1300 С.
Тепловые напряжения возникают в результате повышения температуры из-за разных коэффициентов расширения материалов.
Наибольшее предельное напряжение материала припоя, составляет 700 МПа (рис. 4). Материал начнет повреждаться в местах, где напряжение по Мизесу становится равным предельному напряжению, и как видно из рисунка, процесс разрушения начнется при 100 МПа.
Интересно сравнить критерий разрушения фон-Мизеса с пределом текучести, и таким образом, исследовать необратимость деформации материала. В этом случае припой является слабым местом. На рисунке 5 графически представлено давление, возникающее на месте соединения припоя с платой.
Предел давления для этого соединения составляет примерно 220 МПа.
Предельное напряжению по Мизесу, возникающее на всех элементах модели отображено на рисунке 6.
Мах'4 £7
Рисунок 6. Предельное напряжение фон-Мизеса в главном продольном
сечении элементов модели
Предел текучести для припоя, падает в диапазоне около 220 МПа. Это означает, что текущая сборка безотказна для тестируемых силовых нагрузок. Тем не менее, если мощность увеличивается незначительно, то в результате остаточной деформации, вероятно, произойдет отказ.
Список литературы
1. Modeling the Fatigue Life of Solder Joints of Surface Mount Resistors / H.Lu, C.Bailey, M.Dusek et al. // EMAP International Symposium. - 2000. P. 136 - 142
Larionov Alexey Vladimirovich, student (e-mail: alekslarinov@gmail.com)
Kazan National Research Technical University named after A.N.Tupolev - KAI (KNRTU-
KAI), Kazan, Russia
Gizatullin Zinnur Marselevich, Cand.Tech.Sci., associate professor
Kazan National Research Technical University named after A.N.Tupolev - KAI (KNRTU-
KAI), Kazan, Russia
MODELING THERMAL DEFORMATION OF THE SMD RESISTOR
Abstract. This model describes the thermal processes that cause deformation of the material and the solder surface mount resistor.
Keywords: thermal deformation, resistor, imitating modeling, solder connections.
УДК 004.738.4 : 659
ОБЗОР ВЛИЯНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В ПОИСКОВЫХ АЛГОРИТМАХ Латыпов Артур Рашитович, преподаватель Учебный центр Search Engine Education, г. Москва (e-mail: artur@seointellect.ru)
Представлены рекомендации по продвижению и оптимизации сайтов. Показано влияние поведенческих факторов на их результаты. Отмечен значительный вклад поведенческих факторов в ранжирование поисковых систем, а также, что попытки обмануть поисковую систему с помощью некорректных методов продвижения могут привести к потере сайтом репутации и позиций в поисковой выдаче.
Ключевые слова: продвижение и оптимизация сайтов, поведенческие факторы, ранжирование, поисковые системы, поисковая выдача
Поведенческие факторы (ПФ) - это факторы, учитывающие поведение пользователей на страницах результатов поиска, поведение на сайте и переходы по ссылкам между различными страницами\хостами (рис. 1).. Эти факторы более спамоустойчивые, чем ссылочные.
ПФ можно разделить на внутренние и внешние, которые в свою очередь подразделяются на запросозависимые и запросонезависимые.
üserj UHLj. URL.,
URL±,
Рис. 1. Схема поведенческих факторов (иллюстрация к алгоритму BrowseRank)
Откуда поисковые системы берут данные:
- собственная выдача по запросам (органический поиск);
- системы сбора статистики: собственные и сторонние (Яндекс Метрика, Google Analitics, liveinternet и др.);
