電子工業(yè)電子元件焊接分析圖像光學(xué)顯微鏡
電子工業(yè)領(lǐng)域的工程師和設(shè)計師們，使用各種各樣的分析工
具研究各類電子組件的熱和結(jié)構(gòu)參數(shù)和特性。由于這些電子組件往
往要求在嚴(yán)酷的熱和振動環(huán)境中可靠地工作，所以使用具有高精度
的分析工具很重要。
對于有經(jīng)驗的工程師或設(shè)計師，常用的分析方法有三種：手工
計算、有限差分法和有限元方法(FEM)。手工計算對于快速和近似
地解簡單問題很有效，也經(jīng)常用于對大型計算機運行的精度進(jìn)行快
速檢驗。當(dāng)接收到大型計算機模型的首批結(jié)果時，分析人員的第一
個問題是輸人數(shù)據(jù)有錯誤嗎?輸入錯誤非常難以發(fā)現(xiàn)。分析人員一
般用簡單模型對非常復(fù)雜的模型進(jìn)行近似，這樣就能夠用手工計算
快速地檢驗計算機程序的精度。但手工計算對解大型復(fù)雜問題就不
那么有效了。
有限差分法很有用，也很方便。當(dāng)用這種方法解電子系統(tǒng)的熱
問題時，一般要建立二維和三維模擬熱阻網(wǎng)絡(luò)，以精確地模擬穩(wěn)態(tài)
解和瞬態(tài)解的模型特性。典型情況下，模型是由節(jié)點構(gòu)成的，這些
節(jié)點與代表系統(tǒng)中熱流的熱阻相連接。當(dāng)一個區(qū)域或單元的變量，
如溫度、時間、熱量、熱阻和熱容等，可基于另一個區(qū)域或單元的
溫度、時間、熱量、熱阻和熱容等而得到時，就能夠獲得復(fù)雜問題
的瞬態(tài)解。由于典型的模型很容易含有數(shù)千個節(jié)點，所以一般要用
高速數(shù)字計算機來求解。有限差分法的很大的缺點是，必須要進(jìn)行
大量的手工計算來準(zhǔn)備大型模型，所以計算時和向計算機輸入數(shù)據(jù)
時的出錯概率很高。
FEM建模技術(shù)廣泛用于設(shè)計和評價復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，范圍從
很小的電子元件到巨大的飛機和橋梁。實際上，有限元方法可用于
分析、研究或評價任何結(jié)構(gòu)、流體或磁場。機械單元是用離散的網(wǎng)
格或節(jié)點表示的，這些網(wǎng)格或節(jié)點由各種類型的結(jié)構(gòu)元連接在一起
。分析人員必須建立能較好地表達(dá)被研究的真實結(jié)構(gòu)的模型，這取
決于期望的分析類型、可用的時間、程序的能力以及分析人員的經(jīng)
驗和知識。
電子設(shè)備FEM建模的較重要的優(yōu)點之一是，一個模型可同時用
于熱和結(jié)構(gòu)的分析和評價。這種雙重的能力，使得這一技術(shù)變得非
常有用，因為它大大減少了分析和設(shè)計電子系統(tǒng)所需的時間°FEM
令人驚異地提高了承擔(dān)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)完整性任務(wù)的機械設(shè)計部門的
生產(chǎn)力。
