JP2000123049A - Zooming analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、有限要素法を用い
たズーミング解析装置及びその解析方法に係わり、特
に、全体解析対象形状の中で高精度な解析を必要とする
部分領域を自動的に判断し、部分領域を高精度に解析す
るためのズーミング解析装置及びその解析方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zooming analysis apparatus using a finite element method and an analysis method thereof. The present invention relates to a zooming analysis device for determining and analyzing a partial region with high accuracy, and an analysis method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、解析対象形状の解析シミュレーシ
ョンを有限要素法を用いて行う場合、解析対象全体の解
析と共に、特に応力が集中する解析対象形状の部分的な
領域についての解析を行うことが一般的であり、解析対
象形状の部分的な領域についてより精度良く計算する手
法として、以下の方法が既に知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, when an analysis simulation of a shape to be analyzed is performed using a finite element method, it is necessary to analyze not only the entire analysis target but also a partial region of the analysis target shape where stress is concentrated. The following method is already known as a general method for calculating a partial area of an analysis target shape with higher accuracy.
【０００３】一つは、まず、対象の解析領域全体の有限
要素メッシュに粗密分布を付ける方法であり、精度良く
計算したい領域のメッシュを細かくすることにより、当
該領域での解析精度の向上を図る方法である。この方法
による場合、解析を行うユーザは、解析知識や経験に基
づき精度よく計算すべき領域を予測し、そこに細かいメ
ッシュを作成するものである。[0003] One is a method of assigning coarse and dense distributions to a finite element mesh of the entire analysis region of interest. The analysis accuracy in the region is improved by making the mesh of the region to be calculated with high accuracy finer. Is the way. In this method, a user who performs analysis predicts a region to be calculated with high accuracy based on analysis knowledge and experience, and creates a fine mesh there.
【０００４】しかし、精度よく計算すべき領域の予測が
困難な場合には、解析領域全体を均一なメッシュに分割
して解析を実行し、解析実行後、その解析結果を判断し
てメッシュの粗密を変更することが行われる。さらに
は、この方法による解析結果から解析誤差を算出し、こ
の解析誤差に応じて自動的にメッシュの粗密を制御する
方法も知られており、この解析方法は、アダプティブメ
ッシュ解析と呼ばれている。However, when it is difficult to predict a region to be calculated with high accuracy, the entire analysis region is divided into uniform meshes and analysis is performed. To be changed. Furthermore, a method of calculating an analysis error from an analysis result by this method and automatically controlling the mesh density according to the analysis error is also known. This analysis method is called adaptive mesh analysis. .
【０００５】もう一つの方法は、解析領域全体の有限要
素メッシュと、精度良く計算したい部分の有限要素メッ
シュとを用意し、前者の有限要素メッシュで計算した解
析結果から後者の有限要素メッシュの境界条件を生成
し、これにより、精度よく計算したい部分についての
み、再度計算するという方法である。ここで、前者の有
限要素メッシュに比べて後者の有限要素メッシュを細か
くすることにより解析精度が向上する。この解析方法は
ズーミング解析と呼ばれている。Another method is to prepare a finite element mesh of the entire analysis area and a finite element mesh of a portion to be calculated with high accuracy, and calculate the boundary of the latter finite element mesh from the analysis result calculated by the former finite element mesh. This is a method in which a condition is generated, and only the part that needs to be calculated with high accuracy is calculated again. Here, the analysis accuracy is improved by making the latter finite element mesh smaller than the former finite element mesh. This analysis method is called zooming analysis.
【０００６】なお、上記の二つの方法については、例え
ばサイバネットシステム社の機械系ＣＡＥソフト「ＡＮ
ＳＹＳ」で既に実現されており、その詳細については、
当該システムの製品カタログ等に記載されている。For the above two methods, for example, a mechanical CAE software “AN” manufactured by Cybernet Systems, Inc.
SYS "has already been implemented.
It is described in the product catalog of the system.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の解析方法、特に、解析対象全体の有限要素
メッシュに粗密分布を付けて解析を行う方法において
は、メッシュに粗密分布を付ける領域をユーザが判断し
なければならないため、解析知識や経験が少ないユーザ
には困難な作業であるという問題があった。さらに、特
に、３次元解析の場合には解析領域のメッシュ分割作業
にユーザが多大な労力と時間を費やさなければならず、
また、自動的に解析誤差を判定しアダプティブメッシュ
を生成する場合にも、解析領域全体の解析を複数回実行
する必要があり、そのための解析時間がかかるという問
題があった。However, in the conventional analysis method as described above, in particular, in a method in which a finite element mesh of the entire analysis target is subjected to analysis by providing a coarse-density distribution, an area where the mesh is provided with a coarse-fine distribution is defined. Since the user has to make a judgment, there is a problem that the task is difficult for a user with little analysis knowledge and experience. Furthermore, in the case of three-dimensional analysis, in particular, the user has to spend a great deal of effort and time in meshing the analysis area,
In addition, even when an analysis error is automatically determined and an adaptive mesh is generated, it is necessary to execute the analysis of the entire analysis region a plurality of times, and there is a problem that it takes an analysis time.
【０００８】他方、前記の全体領域の有限要素メッシュ
と部分領域の有限要素メッシュとを用いる方法では、上
記のアダプティブメッシュを用いた解析よりも解析時間
は短縮され、特開平9−81543号公報ではユーザの使い勝
手向上を図ったズーミング解析装置が提案されている。
これは、ユーザが対話操作で、全体解析形状と解析条件
定義，高精度な解析を行う部分領域の形状定義のみ行え
ば、自動的に全体解析結果から部分領域モデルの境界条
件を生成し部分領域の解析を行えるものであり、ユーザ
の作業負担が低減されている。On the other hand, in the method using the finite element mesh of the whole area and the finite element mesh of the partial area, the analysis time is shorter than the analysis using the adaptive mesh described above. 2. Description of the Related Art A zooming analysis device that improves user convenience has been proposed.
This is because if the user interactively performs only the whole analysis shape and analysis condition definition, and the shape definition of the partial region to be analyzed with high accuracy, the boundary condition of the partial region model is automatically generated from the whole analysis result and the partial region is defined. Can be analyzed, and the user's work load is reduced.
【０００９】しかしながら、高精度な解析が必要な部分
領域はユーザが予測しなければならないため、上記のメ
ッシュに粗密分布を付ける方法と同様、解析知識や経験
の少ないユーザには困難な作業であるという問題があっ
た。However, since the user has to predict a partial area that requires high-precision analysis, it is a difficult task for a user with little analysis knowledge and experience, as in the above-described method of forming a coarse-to-fine distribution on a mesh. There was a problem.
【００１０】本発明は、上記のような従来技術における
問題点に鑑みてかかる課題を解決するために成されたも
のであり、その目的は、解析知識や経験の少ないユーザ
でも、解析精度の要求される部分領域の解析を精度良く
かつ短時間で行うことが可能なズーミング解析装置及び
その解析方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and has been made in order to solve such a problem. It is an object of the present invention to provide a zooming analysis device and an analysis method capable of accurately and quickly analyzing a partial region to be analyzed.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、解析対
象の形状モデルと解析条件のデータを入力し、解析計算
結果のデータを出力する解析シミュレーションのための
装置であり、解析対象の全体形状の一部に対し、前記全
体形状の解析精度よりも高精度なモデルによる解析を必
要とする部分領域を判断し、前記部分領域から部分モデ
ルを生成し、前記部分モデルによる解析が可能なズーミ
ング解析装置において、前記解析対象の全体形状とその
解析条件を入力する手段と、前記入力された解析対象の
全体形状モデルとその解析条件から、自動的に前記全体
形状の有限要素モデルを生成して全体解析を行う手段
と、前記全体解析手段による全体解析の解析結果に基づ
いて、自動的に高精度なモデルによる解析を必要とする
部分領域を判断する手段と、部分モデルを生成して部分
解析を行う手段とを備えたことを特徴とするズーミング
解析装置が提案される。According to the present invention, there is provided an apparatus for analysis simulation which inputs data of a shape model to be analyzed and analysis conditions and outputs data of an analysis calculation result. For a part of the shape, a partial region that requires analysis by a model with higher accuracy than the analysis accuracy of the entire shape is determined, a partial model is generated from the partial region, and zooming that can be analyzed by the partial model In the analysis device, a means for inputting the whole shape of the analysis target and its analysis conditions, and automatically generating a finite element model of the whole shape from the input whole shape model of the analysis target and the analysis conditions thereof Based on the whole analysis means and the analysis result of the whole analysis performed by the whole analysis means, a partial area that needs to be analyzed by a high-precision model is automatically determined. And stage, zooming analysis apparatus characterized by comprising a means for performing a partial analysis to generate a partial model is proposed.
【００１２】すなわち、本発明のズーミング解析装置あ
るいはズーミング解析方法では、ユーザはマウスやキー
ボード等の入力装置を用いて解析対象全体の形状モデル
と解析条件を入力し、解析計算の実行を指示するだけ
で、高精度な解析が要求される部分領域が自動的に抽出
され、既に入力された解析対象全体の形状，解析条件、
あるいは全体解析結果に基づいて、自動的に、部分モデ
ルを生成して部分解析を行うことが可能となることか
ら、解析精度が要求される部分領域の解析を精度良くか
つ短時間で行うことが可能で、かつ使い勝手の良いズー
ミング解析装置及び解析方法を得ることができる。That is, in the zooming analysis apparatus or the zooming analysis method of the present invention, a user simply inputs a shape model and analysis conditions of the entire analysis target using an input device such as a mouse or a keyboard, and instructs execution of analysis calculation. Then, a partial area requiring high-precision analysis is automatically extracted, and the shape of the entire analysis target already input, analysis conditions,
Alternatively, it is possible to automatically generate a partial model and perform a partial analysis based on the entire analysis result, so that analysis of a partial region requiring analysis accuracy can be performed accurately and in a short time. It is possible to obtain a zooming analysis device and an analysis method that are possible and easy to use.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１は本発明になるズーミング解析装置の
実施の形態の一例を示す全体システム構成図である。図
で、全体システムは、ユーザが解析対象全体の形状モデ
ルと解析条件のデータ等を、計算機との対話的操作によ
り入力し、あるいは、解析結果のデータを出力装置に表
示する対話型データ入出力処理部１０１と、解析対象全
体についての有限要素モデルの生成と解析を行う全体解
析処理部１０２と、詳細に解析すべき部分形状について
の有限要素モデルの生成と解析を行う部分解析処理部１
０３と、詳細に解析すべき部分領域を抽出するための基
準及び部分領域の解析条件の作成方法を格納した部分領
域抽出ルール１０４と、形状モデル，解析条件，有限要
素モデル，解析結果のデータを格納し、各処理部１０
１，１０２，１０３間のデータ受渡しを行う共通データ
ベース１０５と、そして、キーボード，マウス，ディス
プレイ等からなる入出力装置１０６とから構成される。
なお、これら各処理部１０１，１０２，１０３は、例え
ば計算機により構成される。FIG. 1 is an overall system configuration diagram showing an example of an embodiment of a zooming analyzer according to the present invention. In the figure, the whole system is an interactive data input / output system in which a user inputs a shape model of the entire analysis target and data of analysis conditions through interactive operation with a computer, or displays data of an analysis result on an output device. A processing unit 101, a whole analysis processing unit 102 for generating and analyzing a finite element model for the entire analysis target, and a partial analysis processing unit 1 for generating and analyzing a finite element model for a partial shape to be analyzed in detail
03, a partial region extraction rule 104 storing a reference for extracting a partial region to be analyzed in detail and a method of creating a partial region analysis condition, and data of a shape model, an analysis condition, a finite element model, and an analysis result. Store and store each processing unit 10
It comprises a common database 105 for transferring data between 1, 102, and 103, and an input / output device 106 including a keyboard, a mouse, a display, and the like.
Each of the processing units 101, 102, and 103 is constituted by, for example, a computer.
【００１５】この全体システムの構成で、ユーザは、ま
ず、キーボード，マウス，ディスプレイ等の入出力装置
１０６を介して、対話型データ入出力処理部１０１のコ
マンドを選択し、そのコマンドが要求する入力パラメー
タを入力し、解析対象全体の形状モデルのデータと、全
体形状モデルに対する解析条件のデータを入力する。こ
こで、入力されたこれらの各種データは、共通データベ
ース１０５に格納される。さらに、ユーザが、対話型デ
ータ入出力処理部１０１の解析を実行するコマンドを選
択すると、この対話型データ入出力処理部１０１が、全
体解析処理部１０２と部分解析処理部１０３とを順次起
動し、これにより、解析処理が行われる。In the configuration of the entire system, a user first selects a command of the interactive data input / output processing unit 101 via an input / output device 106 such as a keyboard, a mouse, and a display, and inputs the command requested by the command. A parameter is input, and data of a shape model of the entire analysis object and data of analysis conditions for the entire shape model are input. Here, these various types of input data are stored in the common database 105. Further, when the user selects a command to execute the analysis of the interactive data input / output processing unit 101, the interactive data input / output processing unit 101 sequentially activates the entire analysis processing unit 102 and the partial analysis processing unit 103. Thus, an analysis process is performed.
【００１６】この解析処理で、全体解析処理部１０２
は、共通データベース１０５から解析対象全体の形状モ
デルのデータと全体形状モデルに対する解析条件のデー
タとを入力し、解析対象全体の有限要素モデルのデータ
と、全体解析の解析結果のデータとを、共通データベー
ス１０５に格納する。また、部分解析処理部１０３は、
共通データベース１０５から、詳細に解析すべき部分形
状モデルのデータと、全体形状モデルに対する解析条件
のデータと、解析対象全体の有限要素モデルのデータ
と、そして、全体解析処理部１０２による全体解析の解
析結果のデータと、部分領域抽出ルール１０４とを入力
し、そして、詳細に解析すべき部分解析モデルのデータ
と、部分解析の解析結果のデータとを、共通データベー
ス１０５に格納する。この解析処理が終了すると、その
後、対話型データ入出力処理部１０１が、共通データベ
ース１０５から全体解析及び部分解析の解析結果のデー
タを入力し、その解析結果を、入出力装置１０６のディ
スプレイ上に表示する。In this analysis processing, the entire analysis processing unit 102
Inputs the data of the shape model of the whole analysis object and the data of the analysis conditions for the whole shape model from the common database 105, and the data of the finite element model of the whole analysis object and the data of the analysis result of the whole analysis are shared. It is stored in the database 105. Also, the partial analysis processing unit 103
From the common database 105, the data of the partial shape model to be analyzed in detail, the data of the analysis conditions for the entire shape model, the data of the finite element model of the whole analysis object, and the analysis of the whole analysis by the whole analysis processing unit 102 The result data and the partial region extraction rule 104 are input, and the data of the partial analysis model to be analyzed in detail and the data of the analysis result of the partial analysis are stored in the common database 105. When this analysis processing is completed, the interactive data input / output processing unit 101 thereafter inputs the data of the analysis results of the whole analysis and the partial analysis from the common database 105, and displays the analysis results on the display of the input / output device 106. indicate.
【００１７】次に、対話型データ入出力処理部１０１の
詳細について、図２を参照しながら説明する。図に示す
ように、この対話型データ入出力処理部１０１は、全体
モデル定義部２０１，全体解析実行部２０２，部分モデ
ル生成部２０３，部分解析実行部２０４、そして、解析
結果表示部２０５から構成される。まず、全体モデル定
義部２０１では、解析対象全体の形状モデルのデータ
と、拘束条件，荷重条件，材料条件等の解析条件のデー
タを作成し、共通データベース１０５に格納する。全体
解析実行部２０２では、全体解析の有限要素モデルの要
素寸法を入力して、図１に示した全体解析処理部１０２
を起動し、全体解析結果を共通データベース１０５に格
納する。Next, details of the interactive data input / output processing unit 101 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the interactive data input / output processing unit 101 includes an overall model definition unit 201, an overall analysis execution unit 202, a partial model generation unit 203, a partial analysis execution unit 204, and an analysis result display unit 205. Is done. First, the overall model definition unit 201 creates data of a shape model of the entire analysis target and data of analysis conditions such as constraint conditions, load conditions, and material conditions, and stores them in the common database 105. The whole analysis execution unit 202 inputs the element dimensions of the finite element model of the whole analysis, and executes the whole analysis processing unit 102 shown in FIG.
Is started, and the entire analysis result is stored in the common database 105.
【００１８】部分モデル生成部２０３では、部分領域抽
出ルール１０４より、解析対象全体の中で詳細に解析す
る部分領域を判断し、共通データベース１０５に格納さ
れた全体解析データに基づき、部分形状モデルのデータ
と、拘束条件，荷重条件，材料条件等の解析条件データ
を作成し、共通データベース１０５に格納する。引き続
き、部分解析実行部２０４では、部分解析の有限要素モ
デルの要素寸法を入力して、図１に示した部分解析処理
部１０３を起動し、部分解析結果を共通データベース１
０５に格納する。最後に、解析結果表示部２０５では、
全体解析及び部分解析の解析結果のデータを共通データ
ベース１０５から取り出し、これをディスプレイに表示
する処理を行う。The partial model generation unit 203 determines a partial region to be analyzed in detail in the entire analysis target from the partial region extraction rule 104, and based on the entire analysis data stored in the common database 105, Data and analysis condition data such as constraint conditions, load conditions, and material conditions are created and stored in the common database 105. Subsequently, the partial analysis execution unit 204 inputs the element dimensions of the finite element model of the partial analysis, activates the partial analysis processing unit 103 shown in FIG.
05. Finally, in the analysis result display unit 205,
The data of the analysis result of the whole analysis and the partial analysis is extracted from the common database 105, and a process of displaying the data on a display is performed.
【００１９】図３に、全体解析処理部１０２の詳細を示
す。図に示すように、全体解析用有限要素メッシュ生成
部３０１と、全体解析用解析条件生成部３０２と、そし
て、全体解析計算部３０３とから構成されている。そし
て、全体解析用有限要素メッシュ生成部３０１では、対
話型データ入出力処理部１０１の全体解析実行部202で
入力した全体解析の有限要素モデルの要素寸法を基にし
て要素分割が行われる。さらに、全体解析用解析条件生
成部３０２では、全体モデル定義部２０１で定義した解
析条件を、全体解析用の有限要素メッシュに継承させ
る。そして、全体解析計算部３０３では、全体解析用有
限要素メッシュ生成部３０１と全体解析用解析条件生成
部３０２で生成された有限要素モデルのデータを入力
し、有限要素解析を行い、その解析結果のデータを、共
通データベース１０５に格納する。FIG. 3 shows details of the overall analysis processing unit 102. As shown in the figure, it is composed of a whole analysis finite element mesh generation unit 301, a whole analysis analysis condition generation unit 302, and a whole analysis calculation unit 303. Then, the finite element mesh generation unit for whole analysis 301 divides the elements based on the element dimensions of the finite element model of the whole analysis input by the whole analysis execution unit 202 of the interactive data input / output processing unit 101. Further, the analysis condition generation unit for overall analysis 302 causes the analysis conditions defined by the overall model definition unit 201 to be inherited by the finite element mesh for overall analysis. Then, the whole analysis calculation unit 303 inputs the data of the finite element model generated by the whole analysis finite element mesh generation unit 301 and the whole analysis analysis condition generation unit 302, performs a finite element analysis, and outputs the analysis result. The data is stored in the common database 105.
【００２０】図４に、上記部分解析処理部１０３の詳細
を示す。図に示すように、部分解析用有限要素メッシュ
生成部４０１と、部分解析用解析条件生成部４０２と、
そして、部分解析計算部４０３とから構成されている。
部分解析用有限要素メッシュ生成部４０１では、まず、
部分領域抽出ルール１０４から、高精度な解析が必要と
される部分領域を判断し、共通データベース１０５に格
納された全体解析データから部分形状のモデルデータを
作成し、図２に示した部分解析実行部２０４で入力した
部分解析の有限要素モデルの要素寸法を基に、要素分割
が行われる。FIG. 4 shows the details of the partial analysis processing unit 103. As shown in the figure, a finite element mesh generation unit 401 for partial analysis, an analysis condition generation unit 402 for partial analysis,
And a partial analysis calculation unit 403.
First, in the finite element mesh generation unit 401 for partial analysis,
From the partial region extraction rule 104, a partial region requiring high-precision analysis is determined, model data of a partial shape is created from the entire analysis data stored in the common database 105, and the partial analysis execution shown in FIG. Element division is performed based on the element dimensions of the finite element model of the partial analysis input by the unit 204.
【００２１】次に、部分解析用解析条件生成部４０２で
は、部分領域抽出ルール１０４の解析条件作成方法に基
づいて、全体形状モデルと一致する部分形状モデルにつ
いては、図２の全体モデル定義部２０１において全体形
状モデルに対して定義した解析条件を部分解析用の有限
要素メッシュに継承させ、また、全体形状モデルの内部
に含まれる部分形状モデルについては、図３の全体解析
計算部３０３において計算された全体解析の解析結果の
データから部分解析用の有限要素メッシュの解析条件デ
ータを生成する。Next, based on the analysis condition creation method of the partial region extraction rule 104, the analysis condition generation unit 402 for partial analysis determines, for the partial shape model that matches the overall shape model, the overall model definition unit 201 in FIG. The analysis conditions defined for the whole shape model are passed on to the finite element mesh for partial analysis, and the partial shape model included in the whole shape model is calculated by the whole analysis calculation unit 303 in FIG. The analysis condition data of the finite element mesh for the partial analysis is generated from the data of the analysis result of the whole analysis.
【００２２】そして、部分解析計算部４０３では、部分
解析用有限要素メッシュ生成部401と部分解析用解析条
件生成部４０２において生成された有限要素モデルのデ
ータを入力し、有限要素解析を行い、その解析結果のデ
ータを、共通データベース１０５に格納する。Then, the partial analysis calculation unit 403 inputs the data of the finite element model generated by the finite element mesh generation unit 401 for partial analysis and the analysis condition generation unit 402 for partial analysis, and performs finite element analysis. The data of the analysis result is stored in the common database 105.
【００２３】次に、上記に示したズーミング解析装置
を、半導体パッケージの応力解析に適用した例を説明す
る。Next, an example in which the above-described zooming analysis apparatus is applied to stress analysis of a semiconductor package will be described.
【００２４】ユーザは、まず、入出力装置１０６を介し
て、対話型データ入出力部１０１のコマンドを選択し、
そのコマンドが要求する入力パラメータを入力し、解析
対象全体の形状モデルのデータと、全体形状モデルに対
する解析条件のデータを入力する。図５は、全体解析モ
デルの一例で、リード構造の半導体パッケージを基板に
搭載した解析モデルであり、形状の対称性を考慮し実形
状の１／４のみ作成している。全体解析モデルは、パッ
ケージ，リード，はんだ，基板から構成されている。解
析条件として、各部材ごとの材料条件，１／４に切り出
した対称境界面の拘束条件，温度荷重条件を定義してい
る。The user first selects a command of the interactive data input / output unit 101 via the input / output device 106,
Input parameters required by the command are input, and data of a shape model of the entire analysis object and data of analysis conditions for the entire shape model are input. FIG. 5 is an example of the entire analysis model, which is an analysis model in which a semiconductor package having a lead structure is mounted on a substrate, and only １ ／ of the actual shape is created in consideration of the symmetry of the shape. The whole analysis model is composed of a package, a lead, a solder, and a substrate. As the analysis conditions, a material condition for each member, a constraint condition of a symmetrical boundary surface cut out to 1/4, and a temperature load condition are defined.
【００２５】次に、全体解析実行部２０２で要素寸法を
入力し、図５で示した全体解析モデルに対し、有限要素
メッシュを生成する。有限要素メッシュの生成方法は、
例えば、デラウニー法による四面体メッシュ生成法があ
る。ここで生成した有限要素メッシュに対して、対話型
データ入出力部１０１で定義された材料条件，拘束条
件，温度荷重条件継承させ、応力解析を行い、その解析
結果を共通データベース１０５に格納する。Next, the element size is input by the whole analysis execution unit 202, and a finite element mesh is generated for the whole analysis model shown in FIG. The method of generating a finite element mesh is
For example, there is a tetrahedral mesh generation method using the Delaunay method. The generated finite element mesh is made to inherit the material conditions, constraint conditions, and temperature load conditions defined by the interactive data input / output unit 101, subjected to stress analysis, and stored in the common database 105.
【００２６】図６は、リード構造の半導体パッケージの
応力解析において、ズーミング解析を行う際の全体領域
から部分領域を抽出するためのルールを格納した部分領
域抽出ルールを示す。部分領域抽出ルールは、高精度な
解析を必要とする部分領域の位置を判断するための基
準，部分領域を構成する部材とその形状，部分モデルに
定義する解析条件から成る。まず、共通データベース１
０５に格納された全体解析結果から、各リードの根元
（図５のｕ１〜ｕ６）の変位を検索し、変位が最大にな
るリードを含む領域を求める。ここでは、ｕ６の変位が
最大であったことにする。FIG. 6 shows a partial area extraction rule storing a rule for extracting a partial area from the entire area when performing a zooming analysis in a stress analysis of a semiconductor package having a lead structure. The partial region extraction rule includes a criterion for determining the position of a partial region requiring high-precision analysis, members constituting the partial region and their shapes, and analysis conditions defined in the partial model. First, common database 1
The displacement at the root of each lead (u1 to u6 in FIG. 5) is searched from the overall analysis result stored in 05, and an area including the lead with the largest displacement is obtained. Here, it is assumed that the displacement of u6 is the maximum.
【００２７】次に、ｕ６を含む部分領域の形状を作成す
る。リードとはんだは全体モデルで作成した寸法をその
まま継承する。基板は、厚さは全体形状モデルで作成し
た寸法を継承し、ｘｙ平面ははんだ接続面の１.５ 倍と
なる寸法とし、はんだ接続面が基板の中央となるよう配
置する。Next, the shape of the partial region including u6 is created. The lead and solder inherit the dimensions created in the overall model. The thickness of the board is inherited from the dimension created by the overall shape model, the xy plane is set to be 1.5 times the size of the solder connection face, and the solder connection face is arranged at the center of the board.
【００２８】次に、部分解析実行部２０４で要素寸法を
入力し、前述の形状について有限要素メッシュを生成す
る。ここで生成した有限要素メッシュに対して、以下の
方法で解析条件を生成する。部分領域の解析条件におい
ては、材料，温度荷重条件は全体モデルで作成した材
料，温度荷重条件をそのまま継承し、拘束，強制変位条
件は、図７に示す方法で作成する。拘束は、基板を構成
する３面に対しそれぞれ定義する。強制変位条件は、共
通データベース１０５に格納された全体解析結果から、
各リードの根元（図５のｕ１〜ｕ６）の変位，部分領域
の基板のコーナ部の１点（図７のｏ）の変位を検索し、
図７に示す方法で点Ａ〜点Ｄそれぞれに、ｘ，ｙ，ｚ方
向の変位量を算出し、強制変位として各点に定義する。
ここで作成した部分解析モデルに対して、応力解析を行
い、その解析結果を共通データベース１０５に格納す
る。Next, the element size is input by the partial analysis execution unit 204, and a finite element mesh is generated for the aforementioned shape. Analysis conditions are generated for the finite element mesh generated here by the following method. In the analysis conditions of the partial region, the material and temperature load conditions are inherited from the material and temperature load conditions created by the whole model as they are, and the constraint and forced displacement conditions are created by the method shown in FIG. The constraint is defined for each of the three surfaces constituting the substrate. From the overall analysis result stored in the common database 105,
The displacement of the root of each lead (u1 to u6 in FIG. 5) and the displacement of one point (o in FIG. 7) at the corner of the substrate in the partial area are searched.
The displacement amounts in the x, y, and z directions are calculated for each of the points A to D by the method shown in FIG. 7 and defined as the forced displacement.
A stress analysis is performed on the partial analysis model created here, and the analysis result is stored in the common database 105.
【００２９】ユーザは、入出力装置１０６を介して対話
型データ入出力処理部１０１のコマンドを選択すると、
共通データベース１０５から、全体解析結果及び部分解
析結果が、対話型データ入出力処理部１０１に入力さ
れ、その解析結果が入出力装置１０６のディスプレイ上
に表示される。When the user selects a command of the interactive data input / output processing unit 101 via the input / output device 106,
From the common database 105, the entire analysis result and the partial analysis result are input to the interactive data input / output processing unit 101, and the analysis result is displayed on the display of the input / output device 106.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明によれば、ユーザは、全体解析形状と解析条
件を入力するだけの簡単な操作で、より高精度な解析が
要求される部分解析モデルが自動的に生成され解析を行
うことができる。これにより、従来のズーミング解析で
必要であった、ユーザ判断による部分領域の切り出しが
不要となり、解析知識や経験の少ないユーザでも容易に
ズーミング解析が行える。また、従来のアダプティブ解
析で必要だった繰り返し解析が不要となり解析時間が大
幅に短縮でき、効率よくズーミング解析が行える。As is apparent from the above detailed description, according to the present invention, a user is required to perform a more accurate analysis by a simple operation of merely inputting the entire analysis shape and analysis conditions. A partial analysis model can be automatically generated and analyzed. As a result, it is not necessary to cut out a partial area based on the user's judgment, which is necessary in the conventional zooming analysis, and a user with little analysis knowledge or experience can easily perform the zooming analysis. In addition, the repetitive analysis that was required in the conventional adaptive analysis is not required, so that the analysis time can be significantly reduced, and the zooming analysis can be performed efficiently.
【図１】本発明のズーミング解析装置の一実施例の全体
システム構成図。FIG. 1 is an overall system configuration diagram of an embodiment of a zooming analysis apparatus according to the present invention.
【図２】図１のズーミング解析装置を構成する対話型デ
ータ入出力処理部のシステム構成図。FIG. 2 is a system configuration diagram of an interactive data input / output processing unit included in the zooming analysis device of FIG. 1;
【図３】図１のズーミング解析装置を構成する全体解析
処理部のシステム構成図。FIG. 3 is a system configuration diagram of an entire analysis processing unit included in the zooming analysis device of FIG. 1;
【図４】図１のズーミング解析装置を構成する部分解析
処理部のシステム構成図。FIG. 4 is a system configuration diagram of a partial analysis processing unit included in the zooming analysis device of FIG. 1;
【図５】図１のズーミング解析装置を用いて作成した全
体解析モデルの一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of an entire analysis model created by using the zooming analysis device of FIG. 1;
【図６】図１のズーミング解析装置を構成する部分領域
抽出ルールの一例を示す図。FIG. 6 is a view showing an example of a partial region extraction rule that constitutes the zooming analysis device of FIG. 1;
【図７】図６の部分領域抽出ルールの補足説明図。FIG. 7 is a supplementary explanatory diagram of the partial area extraction rule of FIG. 6;
１０１…対話型データ入出力装置、１０２…全体解析処
理部、１０３…部分解析処理部、１０４…部分領域抽出
ルール、１０５…共通データベース、１０６…入出力装
置。101: Interactive data input / output device, 102: Whole analysis processing unit, 103: Partial analysis processing unit, 104: Partial area extraction rule, 105: Common database, 106: Input / output device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 英生 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 5B046 AA08 DA02 GA01 JA07 KA05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Hideo Miura 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki F-term in the Machine Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 5B046 AA08 DA02 GA01 JA07 KA05
Claims (1)
を入力し、解析計算結果のデータを出力する解析シミュ
レーションのための装置であり、解析対象の全体形状の
一部に対し、前記全体形状の解析精度よりも高精度なモ
デルによる解析を必要とする部分領域を判断し、前記部
分領域から部分モデルを生成し、前記部分モデルによる
解析が可能なズーミング解析装置において、 前記解析対象の全体形状とその解析条件を入力する手段
と、前記入力された解析対象の全体形状モデルとその解
析条件から、自動的に、前記全体形状の有限要素モデル
を生成して全体解析を行う手段と、前記全体解析手段に
よる全体解析の解析結果に基づいて、自動的に高精度な
モデルによる解析を必要とする部分領域を判断する手段
と、部分モデルを生成して部分解析を行う手段とを備え
たことを特徴とするズーミング解析装置。An analysis simulation device for inputting data of a shape model to be analyzed and analysis conditions and outputting data of an analysis calculation result, wherein a part of the whole shape of the analysis target is compared with the whole shape. In a zooming analysis apparatus capable of determining a partial region that requires analysis using a model with higher accuracy than the analysis accuracy of the partial object, generating a partial model from the partial region, and performing analysis using the partial model, Means for inputting the analysis condition and the analysis conditions; means for automatically generating a finite element model of the overall shape from the input overall shape model of the analysis target and the analysis conditions to perform an overall analysis; A means for automatically judging a partial area that requires analysis by a high-precision model based on an analysis result of the whole analysis by the analysis means; And a means for performing minute analysis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10293310A JP2000123049A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Zooming analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10293310A JP2000123049A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Zooming analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000123049A true JP2000123049A (en) | 2000-04-28 |
Family
ID=17793190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10293310A Pending JP2000123049A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Zooming analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000123049A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007199961A (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Nec Corp | Analysis method, analysis system, and analyzer program of finite element method analysis model |
| JP2019207476A (en) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | 三菱重工業株式会社 | Joint part evaluation system, joint part evaluation method, and joint part evaluation program |
-
1998
- 1998-10-15 JP JP10293310A patent/JP2000123049A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007199961A (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Nec Corp | Analysis method, analysis system, and analyzer program of finite element method analysis model |
| JP2019207476A (en) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | 三菱重工業株式会社 | Joint part evaluation system, joint part evaluation method, and joint part evaluation program |
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