电子工业电子元件焊接分析图像光学显微镜
电子工业领域的工程师和设计师们，使用各种各样的分析工
具研究各类电子组件的热和结构参数和特性。由于这些电子组件往
往要求在严酷的热和振动环境中可靠地工作，所以使用具有高精度
的分析工具很重要。
对于有经验的工程师或设计师，常用的分析方法有三种：手工
计算、有限差分法和有限元方法(FEM)。手工计算对于快速和近似
地解简单问题很有效，也经常用于对大型计算机运行的精度进行快
速检验。当接收到大型计算机模型的首批结果时，分析人员的第一
个问题是输人数据有错误吗?输入错误非常难以发现。分析人员一
般用简单模型对非常复杂的模型进行近似，这样就能够用手工计算
快速地检验计算机程序的精度。但手工计算对解大型复杂问题就不
那么有效了。
有限差分法很有用，也很方便。当用这种方法解电子系统的热
问题时，一般要建立二维和三维模拟热阻网络，以精确地模拟稳态
解和瞬态解的模型特性。典型情况下，模型是由节点构成的，这些
节点与代表系统中热流的热阻相连接。当一个区域或单元的变量，
如温度、时间、热量、热阻和热容等，可基于另一个区域或单元的
温度、时间、热量、热阻和热容等而得到时，就能够获得复杂问题
的瞬态解。由于典型的模型很容易含有数千个节点，所以一般要用
高速数字计算机来求解。有限差分法的很大的缺点是，必须要进行
大量的手工计算来准备大型模型，所以计算时和向计算机输入数据
时的出错概率很高。
FEM建模技术广泛用于设计和评价复杂的结构和系统，范围从
很小的电子元件到巨大的飞机和桥梁。实际上，有限元方法可用于
分析、研究或评价任何结构、流体或磁场。机械单元是用离散的网
格或节点表示的，这些网格或节点由各种类型的结构元连接在一起
。分析人员必须建立能较好地表达被研究的真实结构的模型，这取
决于期望的分析类型、可用的时间、程序的能力以及分析人员的经
验和知识。
电子设备FEM建模的较重要的优点之一是，一个模型可同时用
于热和结构的分析和评价。这种双重的能力，使得这一技术变得非
常有用，因为它大大减少了分析和设计电子系统所需的时间°FEM
令人惊异地提高了承担电子设备结构完整性任务的机械设计部门的
生产力。
