[發(fā)明專利]一種基于濕法化學(xué)蝕刻聯(lián)合仿真的柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110284271.4
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112966467B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李輝;申勝男;王澤舒;盛家正
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398;G06N3/12;G06F115/12;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種基于濕法化學(xué)蝕刻聯(lián)合仿真的柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，根據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)設(shè)置結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)集；

S2，根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)集構(gòu)建柔性PCB板的等效二維幾何模型，并建立多物理場仿真模型，設(shè)置材料屬性；

S3，設(shè)置多物理場仿真模型的邊界條件和初始條件；

S4，在多物理場仿真模型中設(shè)置產(chǎn)線工藝參數(shù)；

S5，對等效二維幾何模型進行網(wǎng)格劃分，完成仿真模型的建立；

S6，設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)和代碼參數(shù)集；

S7，編寫模型交互算法和GA算法對仿真模型進行調(diào)用與迭代仿真，對仿真得到的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)進行固化保留用于生產(chǎn)設(shè)計；

步驟S2中，所述等效二維幾何模型包括刻蝕基板、光刻膠和流場域；所述流場域為T形蝕刻模型，由光刻膠層之間第一區(qū)域和光刻膠表面蝕刻液流動邊界的第二區(qū)域組成；

步驟S7中，所述模型交互算法具體實現(xiàn)對模型的單次調(diào)用仿真及返回仿真結(jié)果所得的側(cè)蝕量、垂直蝕刻量參數(shù)，其中，模型的單次調(diào)用仿真具體指對仿真模型賦以GA算法逐次迭代得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)變量，實現(xiàn)仿真模型在幾何結(jié)構(gòu)上的自動更改，完成對仿真模型的單次計算；所述GA算法具體實現(xiàn)對模型交互算法的智能迭代，除第一次迭代由初始化定義之外，每一次迭代的結(jié)構(gòu)參數(shù)變量選取受上一次迭代結(jié)果和算法特性影響，并將結(jié)構(gòu)參數(shù)變量傳遞給模型交互算法完成模型單次仿真，仿真結(jié)果作為種群個體參與適應(yīng)度計算、選擇、交叉、變異和下一代種群產(chǎn)生的操作，當(dāng)?shù)螖?shù)達到代數(shù)上限或優(yōu)化收斂時停止仿真，輸出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將得到的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)進行固化保留，用于生產(chǎn)設(shè)計。

2.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S1中，所述實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括刻蝕基板厚度h、光刻膠厚度t和線寬l。

3.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S2中，所述多物理場仿真模型的建模包括化學(xué)物質(zhì)傳遞場和以N-S方程為基礎(chǔ)的流體流動場的建模，用變形幾何描述蝕刻腔的變化。

4.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S2中，所述材料屬性的設(shè)置包括對蝕刻液類型和蝕刻基板材料的選取。

5.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：所述步驟S3中，所述邊界條件的設(shè)置包括對蝕刻液流入邊界的流入速度、流出邊界的應(yīng)力、邊界移動情況、邊界蝕刻液通量情況的設(shè)置；所述初始條件的設(shè)置包括對蝕刻液初始濃度、模型速度場和壓力的初始值的設(shè)置。

6.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S4中，產(chǎn)線工藝參數(shù)具體包括噴淋壓力p、蝕刻液濃度c與線體速度v，為簡化仿真，在產(chǎn)線工藝參數(shù)中，使用刻蝕液的入口速度v_i代替噴淋壓力p，使用蝕刻時間T代替線體速度v。

7.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S5中，在仿真計算過程中設(shè)定網(wǎng)格質(zhì)量閾值，當(dāng)網(wǎng)格質(zhì)量低于閾值時，網(wǎng)格自動重新劃分以保證網(wǎng)格質(zhì)量。

8.如權(quán)利要求1所述柔性PCB板結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于：步驟S6中，根據(jù)工藝指標(biāo)對小側(cè)蝕量、深垂直蝕刻量的要求，采用最小化側(cè)蝕量與垂直蝕刻量的比值為優(yōu)化目標(biāo)；所述代碼參數(shù)集的設(shè)置包括對被研究結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取，GA函數(shù)變量數(shù)N、變量區(qū)間Ω、種群大小N_p和最大迭代次數(shù)N_g的初始化，以及工藝指標(biāo)中對最小垂直蝕刻深度限制H和最大側(cè)蝕量限制W的設(shè)定。