Case

解析事例

リードへのはんだの濡れ上がり

リードへのはんだの濡れ上がりサムネイル画像

  • 製品名

    • OpenFOAM

  • カテゴリー

    • 熱流体解析事例

  • 産業分野別

    1.　解析モデルの説明

    OpenFOAM_102

    溶融したはんだペーストがリードフレームにぬれ上がる現象を、OpenFOAMのVOF法のinterFoamソルバーで計算しました。
    図1にモデル概要図を示します。なお、はんだのぬれ上がりは微小スケールで短時間の現象であるため、本事例では、はんだの溶融現象は考慮せず、溶融した状態から計算を開始しました。

     

    (補足：弊社が機能開発したVOF法の凝固溶融ソルバーを利用して計算すると、はんだの溶融を考慮した計算も可能です　→　4. 凝固・融解解析機能の開発)  

    2.　計算結果

    OpenFOAM_103_S
    図2.　計算結果

    図2に計算結果を示します。リードには20度の接触角を定義しているため、溶融状態のはんだがリードをぬれ上がる結果となります。一方、基板には150度の接触角を定義しているため（＝撥水性）、はんだは基板上には広がらない結果となります。
    初期のはんだ量に応じて、どの程度リードをぬれ上がるか変化します。     

    3.　まとめ

    ・　シミュレーションでは初期配置したペーストはんだの位置や量を自由に変更できるため、ブリッジの予測等、適切なはんだ量の検討を行えます。
    ・　溶融したはんだ形状をSTL形式で出力する事も可能なので、構造解析ソフトによるはんだ接合部の熱応力解析も可能です。 

    4.　補足(接触角の設定)

    OpenFOAMで静的接触角を設定する際は、0ファイル内のalpha.waterファイルにおいて、接触角を指定したいパッチのtypeをconstantAlphaContactAngleに設定します。

    theta0に90度以下の値を定義すると濡れ性の高い壁面に、90度以上の値を定義すると撥水性の高い壁面となります。

    参考として、パッチ名s_wallに15度の静的接触角を設定した例を示します
    ------------------------静的接触角の設定-----------------------.
    s_wall
    {
    type constantAlphaContactAngle;
    theta0 15;
    limit zeroGradient;
    value nonuniform 0();
    }
    -------------------------------------------------------------------

     

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