第3章 有限元模型建立
图3-4 银板网格
表3-1 结构尺寸
类型 尺寸（m）
银孔(中心处) L=H=0.00005 R=0.00005
陶瓷
0.0019×0.00115×0.00005
3.3 边界条件及材质假设 3.3.1 边界条件及网格化
因本研究是属于热—结构耦合现象，在网格化过程中须选用热—结构耦合元
素，本研究网格化使用元素solid45，这个元素形态三维8个结点，每个结点3个自由度并且支持最大变形理论。
有关温度负载部分，起始条件设定零时刻的温度分布为室温，而忽略表面热流及辐射的交换，只考虑物体表面温度的影响，其方程式为：
Ts?T1?x,y,z,t?
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其中T1为随温度变化设定的表面温度，利用有限元ANSYS编写温度负载设定如下：首先指定零时刻的温度为室温25℃，之后依次编写1800s时温度为400℃，3600s时温度450℃6000s时温度850℃7800s时温度850℃9600s时温度25℃，，，。
3.3.2 模拟材质假设
第一部分是说明低温共烧陶瓷共烧制作过程中衡量烧结应力的假设，因为各物体的混合物比例不同，所以在温度的影响下陶瓷和银的收缩值就不同，应力分析大纲如（图3-5）所示。
图3-5 应力分析模式
取收缩差值分析 取定性分析 收缩值不匹配，初始温度热胀冷缩现象，在冷却至室温25℃后进行疲劳过程分析 25℃时应力最小，最高温度 850℃时应力最大 物质状态由弱变强 物质状态已经固定 烧结过程 升温降温过程 模式一 应力分析流程 模式二
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第3章 有限元模型建立
LTCC各种性质如下（表3-2）所示：
表3-2 LTCC性质
材料
密度
3比热
热传导系数
热膨胀系数弹性模量 泊松比
?Kg/mm? ?J/Kg?K?
10.49e?6
?W/m?K?
428 3.3
?1/K?
19.7e?6
?pa?
7.32?1012 7.65?1012
银 陶瓷
235 975
0.38 0.32
2.6e?6
6.5e?6
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第4章 模拟结果与讨论
4.1 前言
本章针对以上所述的两种衡量低温共烧陶瓷（LTCC）制作过程，即烧结过程中由于金属与陶瓷的烧结收缩值不配合所产生的烧结应力和金属、陶瓷热膨胀系数的差异，降温过程中在界面产生的的残留应力。以不同的收缩值及不同的弹—塑性关系进行模拟仿真，并探讨低温共烧陶瓷在烧结过程和疲劳过程中的温度及应力分布，从而总结出影响LTCC互连可靠性的因素。
4.2 温度场分析
本文利用ANSYS进行应力场仿真时用的为solid45的单元类型，进行温度场仿真时用的为solid70的单元类型，以便结果更准确。如图（4-1至4-8）为几个关键时间的温度场。其中图4-9，图4-10为1点处及2点处的温度变化曲线图，1点及2点处如图（4-7）所示。
图4-1 1s时刻陶瓷板温度（单位：℃）
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第4章 模拟结果与讨论
图4-2 1s时刻银板温度图 （单位：℃）
图4-3 1800s时刻陶瓷板温度图（单位：℃）
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