[發明專利]一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法

有效

• 申請號: 201810645866.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108875219B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 黃春躍;王建培;路良坤;何偉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;G06F17/18;G06N3/00;G06F119/14
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 周雯

1.一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1）建立COMSOL焊點在功率載荷下的仿真分析模型；

2）獲取焊點的熱應力值：對步驟1）建立好的仿真分析模型施加功率載荷，獲得焊點的熱應力值；

3）確立步驟2）獲得的影響熱應力值的影響因素；

4）確立影響熱應力值的影響因素的參數水平值；

5）獲取實驗樣本：采用BOX-Behnken的中心組合設計模型，設計29組實驗樣本用于實驗誤差估計；

6）獲取影響因素與熱應力值之間的函數關系式，分析影響因子與熱應力的關系在步驟5）的29組數據下擬合；

7）對步驟6）所得的函數關式進行回歸分析，得到回歸方程；

8）根據回歸方程相關系數確立函數關系式的正確性；

9）采用隨機方式生成初始種群；

10）獲得當前進化代數gen和最優適應度值：gen是輸入參數即迭代次數，每一次迭代中，計算出所有個體的適應值，從中選擇適應度值最優的作為當前最優適應度值；

11）將M個個體以隨機的方式組成M/2組配對個體，對每組配對個體中均進行交叉操作：以隨機的方式選擇出父代個體的分割位置，然后將父代個體的后一半二進制編碼進行互換重新組合生成子代；

12）分別對步驟11）配對好的個體實施變異操作；

13）分別對步驟11）配對好的個體實施進化逆轉；

14）根據適應度函數，計算出所有個體的適應值，從中選擇適應度值最優的個體作為最佳個體，并將該次迭代中的最優個體與該次迭代之前的歷史最優個體進行比較，選擇更優的作為下一次迭代之前的歷史最優個體；

15）種群更新后重新判斷：若gen值小于50且num值大于0，則對種群實施局部災變。

2.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟1）中，所述模型為自上而下依次設置的芯片、焊點和PCB基板；所述模型尺寸為：PCB基板尺寸為20mm*20mm*1.2mm，PCB基板材料為FR4，焊點最大徑向尺寸為0.46mm，焊點高度0.34mm，上下焊盤直徑均為0.32mm，芯片尺寸為8mm*8mm*0.96mm，芯片材料為SI，焊點材料為無鉛焊料SAC387。

3.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟3）中，所述的影響因素為焊點最大徑向尺寸、焊點高度、上下焊盤直徑。

4.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟4）中，所述的參數水平值的水平數為3、因素數為4。

5.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟5）中，所述的29組實驗樣本，其中24組為分析因子，5組為零點因子。

6.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟9）中，所述的初始種群規模設置為40。

7.根據權利要求1所述的一種減小功率循環應力的BGA焊點結構參數優化方法，其特征在于，步驟10中，遺傳代數設置為50。