[發(fā)明專利]一種適用于表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力評估方法

無效

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• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102708233A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 裴淳;付桂翠;萬博;趙幼虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力評估方法，它利用抽樣檢驗、仿真分析和基于失效物理模型評估等方法，可用于評估和控制表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力水平，屬于電子產品工藝控制和可靠性工程技術領域。

(二)背景技術

表面安裝工藝是將表貼元器件通過焊接的方法連接到電路基板的工藝，該工藝的目的是實現(xiàn)并保證表貼元器件與電路的物理連接，屬于互連技術。在所有互連技術中，表面安裝技術的工藝質量要求較高。在實際生產和使用中，表面安裝工藝所造成的連接失效在所有連接失效中也占有較大的比例。故表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力已成為影響電子產品可靠性尤其是連接可靠性的最主要因素之一。另一方面，產品的設計需要通過具體工藝予以實現(xiàn)，設計可靠性和工藝對可靠性實現(xiàn)能力一同決定了產品的可靠性水平。故欲控制和提高產品的可靠性水平，必須對工藝的可靠性實現(xiàn)能力進行評價，了解工藝狀態(tài)對產品可靠性水平的影響。綜上，正確評估表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力水平，對提高電子產品的可靠性水平有著非常重要的意義。

為更為準確地評估產品可靠性水平，基于失效物理模型的壽命評估及預測方法在可靠性工程中正得到逐步應用。而通過仿真分析(如有限元分析)，可以將高級產品(如整個電子設備或電路板)的環(huán)境應力狀態(tài)轉換到低層次產品。在此基礎上，結合失效物理的評估方法，就可以得到較低層次產品連接部位的可靠性評價值。但仿真分析中某些假設與實際生產的情況并不一致，在建模時需要通過檢驗獲得二者的偏差數(shù)值。故可對實際產品進行抽樣檢驗，將檢驗的結果用于仿真分析。同時依靠失效物理模型再次進行壽命評估及預測，就可以獲得工藝實現(xiàn)后可靠性的評估結果。若假定產品最終的可靠性水平是由設計可靠性和工藝的可靠性實現(xiàn)能力共同決定的，則可以把單純考慮設計和同時考慮設計、工藝實現(xiàn)兩種狀態(tài)下的可靠性的比值作為工藝的可靠性實現(xiàn)的能力的定量描述。

(三)發(fā)明內容

1、目的：本發(fā)明的目的是提供一種適用于表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力評估方法。它首先使用數(shù)值仿真分析獲得表面安裝工藝產品連接部位的應力狀態(tài)數(shù)值；然后利用應力狀態(tài)數(shù)值和抽樣檢驗，分別建立工藝前后模型，并通過基于失效物理模型的評估方法，計算得到表面安裝工藝產品連接部位在工藝實現(xiàn)前后的可靠性數(shù)值；最終對比工藝前后可靠性評估數(shù)值，評估表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力水平。

2、技術方案：本發(fā)明一種適用于表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力評估方法，該方法具體步驟如下：

步驟1：建立數(shù)值分析模型，計算獲得應力狀態(tài)：利用表面安裝工藝對象的設計信息，建立對應的數(shù)值分析模型，計算獲得表面安裝工藝對象的應力狀態(tài)數(shù)值。

步驟2：建立并分析工藝前模型，獲得工藝前可靠性數(shù)值：利用表面安裝工藝對象的設計信息，建立工藝前模型。利用表面安裝工藝對象的應力狀態(tài)數(shù)值和工藝前模型，通過基于失效物理模型的評估方法，獲得在工藝實現(xiàn)前僅考慮設計時的連接部位的可靠性數(shù)值。

步驟3：抽樣檢驗，定量評價：對已完成表面安裝工藝的產品進行抽樣檢驗，對抽樣產品的所有連接部位的外形進行定量評價，獲得表征工藝質量狀態(tài)的評估參數(shù)。

步驟4：建立并分析工藝后模型，獲得工藝后可靠性數(shù)值：利用表征工藝質量狀態(tài)的評估參數(shù)，修改工藝前模型，得到工藝后模型。利用表面安裝工藝對象的應力狀態(tài)和工藝后模型，通過基于失效物理模型的評估方法，獲得表面安裝工藝實現(xiàn)后的產品連接部位的可靠性數(shù)值。

步驟5：可靠性數(shù)值處理，評估工藝可靠性：處理安裝工藝加工后產品連接部位的可靠性數(shù)值，并通過與工藝實現(xiàn)前僅考慮設計時的連接部位的可靠性數(shù)值的計算，獲得表面安裝工藝的可靠性實現(xiàn)能力的評估數(shù)值。

其中，步驟1中所述的表面安裝工藝對象的設計信息，包括電子元器件的封裝信息、電路基板的設計參數(shù)、電路板上元器件布局以及各部分的材料屬性等。所述的數(shù)值分析模型是指使用數(shù)值仿真分析軟件建立的數(shù)值分析模型。對于不同應力類型，可采用不同的數(shù)值分析軟件建立對應的數(shù)值分析模型。如對于機械應力，可使用ANSYS、NASTRAN和ABAQUS等常用數(shù)值分析軟件建立FEA模型；對于熱應力，可使用ANSYS、FloTHERM等常用數(shù)值分析軟件建立CFD模型。所述的表面安裝工藝對象的應力狀態(tài)數(shù)值即為表面安裝工藝對象的物理狀態(tài)數(shù)值。如對于振動應力，應力狀態(tài)即可表示為表面安裝工藝對象的振動位移或加速度數(shù)值；對于熱應力，應力狀態(tài)數(shù)值即可表示為表面安裝工藝對象的溫度數(shù)值。