[發明專利]一種熱風再流焊工藝的穩健性與可靠性綜合優化設計方法

在審

• 申請號: 202110964075.1
• 申請日: 2021-08-21
• 公開（公告）號: CN113642219A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 龔雨兵;覃楊;陳蔡;潘開林;黃偉;王雪瑩
• 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;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/08
• 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: 覃永峰

本發明公開了一種熱風再流焊工藝的穩健性與可靠性綜合優化設計方法，包括建立熱風再流焊工藝仿真模型，得到工藝參數與焊點溫度曲線之間的對應關系，并將工藝參數和焊點溫度曲線進行參數化；以焊點的熱疲勞壽命作為可靠性評價指標，優化熱疲勞壽命至最大的同時進行穩健性優化設計，以焊點的峰值溫度、超液相線時間、冷卻速率、加熱因子、升溫速率和保溫時間工藝性能參數作為穩健性評價指標，將其作為綜合優化設計的約束條件；建立響應面代理模型；對代理模型進行確定性優化；最后采用自適應響應面優化方法，對代理模型進行穩健性與可靠性綜合優化設計，以6σ為設計準則，迭代計算，最終得到一組最為穩健和可靠的工藝參數。

技術領域

本發明涉及到一種熱風再流焊工藝優化設計方法，涉及一種基于響應面模型的焊點穩健性與可靠性優化設計方法，尤其是一種熱風再流焊工藝的穩健性與可靠性綜合優化設計方法。

背景技術

熱風再流焊工藝是電子產品表面貼裝技術(Surface Mounted Technology，簡稱SMT)組裝中的一種非常重要且常用的工藝。隨著電子產品SMT組裝集成度越來越高，對熱風再流焊工藝的要求也越來越高。目前在熱風再流焊工藝設計中普遍采用“實物試驗結合經驗進行工藝參數調整為主”的工藝設計方法。這種方法是以工藝曲線是否符合工藝性能指標或指定的工藝窗口來不斷調整工藝設計參數，不能在工藝設計中綜合考慮工藝穩健性指標和工藝可靠性指標。

發明內容

本發明的目的是提供一種熱風再流焊工藝穩健性與可靠性綜合設計方法，該方法在考慮現有工藝性能指標的基礎上，可以綜合考慮工藝的穩健性與可靠性指標來進行工藝參數設計。

實現本發明目的的技術方案是：

一種熱風再流焊工藝的穩健性與可靠性綜合優化設計方法，包括以下步驟：

步驟一：通過數值仿真方法，建立熱風再流焊工藝仿真模型，得到工藝參數與焊點溫度曲線之間的對應關系，并將工藝參數和焊點溫度曲線進行參數化；

步驟二：以焊點的熱疲勞壽命作為可靠性評價指標，優化熱疲勞壽命至最大的同時進行穩健性優化設計，以焊點的峰值溫度、超液相線時間、冷卻速率、加熱因子、升溫速率和保溫時間工藝性能參數作為穩健性評價指標，將其作為綜合優化設計的約束條件，約束規則設置為：

峰值溫度+6σ₁≤峰值溫度上限值；

超液相線時間+6σ₂≤超液相線時間上限值；

冷卻速率+6σ₃≤冷卻速率上限值；

加熱因子+6σ₄≤加熱因子上限值；

升溫速率+6σ₅≤升溫速率上限值；

保溫時間+6σ₆≤保溫時間上限值；

峰值溫度-6σ₁≥峰值溫度下限值；

超液相線時間-6σ₂≥超液相線時間下限值；

冷卻速率-6σ₃≥冷卻速率下限值；

加熱因子-6σ₄≥加熱因子下限值；

升溫速率-6σ₅≥升溫速率下限值；

保溫時間-6σ₆≥保溫時間下限值；

其中，σ₁為峰值溫度的標準差，σ₂為超液相線時間的標準差，σ₃為冷卻速率的標準差，σ₄為加熱因子的標準差，σ₅為升溫速率的標準差，σ₆為保溫時間的標準差；