電子工業電子元件焊接分析圖像光學顯微鏡
電子工業領域的工程師和設計師們，使用各種各樣的分析工
具研究各類電子組件的熱和結構參數和特性。由于這些電子組件往
往要求在嚴酷的熱和振動環境中可靠地工作，所以使用具有高精度
的分析工具很重要。
對于有經驗的工程師或設計師，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，也經常用于對大型計算機運行的精度進行快
速檢驗。當接收到大型計算機模型的首批結果時，分析人員的第一
個問題是輸人數據有錯誤嗎?輸入錯誤非常難以發現。分析人員一
般用簡單模型對非常復雜的模型進行近似，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雜問題就不
那么有效了。
有限差分法很有用，也很方便。當用這種方法解電子系統的熱
問題時，一般要建立二維和三維模擬熱阻網絡，以精確地模擬穩態
解和瞬態解的模型特性。典型情況下，模型是由節點構成的，這些
節點與代表系統中熱流的熱阻相連接。當一個區域或單元的變量，
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，就能夠獲得復雜問題
的瞬態解。由于典型的模型很容易含有數千個節點，所以一般要用
高速數字計算機來求解。有限差分法的很大的缺點是，必須要進行
大量的手工計算來準備大型模型，所以計算時和向計算機輸入數據
時的出錯概率很高。
FEM建模技術廣泛用于設計和評價復雜的結構和系統，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、研究或評價任何結構、流體或磁場。機械單元是用離散的網
格或節點表示的，這些網格或節點由各種類型的結構元連接在一起
。分析人員必須建立能較好地表達被研究的真實結構的模型，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
驗和知識。
電子設備FEM建模的較重要的優點之一是，一個模型可同時用
于熱和結構的分析和評價。這種雙重的能力，使得這一技術變得非
常有用，因為它大大減少了分析和設計電子系統所需的時間°FEM
令人驚異地提高了承擔電子設備結構完整性任務的機械設計部門的
生產力。
