[发明专利]一种热风再流焊工艺稳健优化设计方法

说明书

本发明公开一种热风再流焊工艺的稳健优化设计方法，首先通过建立精确的再流焊工艺温度场仿真模型，再通过确定目标以及约束条件，建立各噪声因素和设计变量对目标以及约束条件的灵敏度分析方法，筛选对加热因子影响较显著的噪声因素以及设计变量。接着通过对新的设计变量、噪声因素抽样重新获得样本点，构建预测目标函数以及约束函数的代理模型；采用基于响应面优化，获取最优方案确定解，验证代理模型构建的响应面的精度，对最优解进行稳健性评估；最后获取最稳健解，对最稳健解带入原仿真模型进行可靠性分析，验证稳健性，进而能够根据稳健性目标值进行工艺参数优化设计以保障工艺结果具有稳健性。

技术领域

本发明涉及电子产品制造技术领域，特别是涉及一种热风再流焊工艺稳健优化设计方法。

背景技术

热风再流焊接工艺是目前电子产品组装焊接最常用的工艺方法。热风再流焊工艺参数设计直接影响电子产品的焊接性能与可靠性，是领域中的重要问题。在实际的生产过程中，工艺参数设计普遍采用多次实物试验继而根据试验结果不断调整工艺参数，但是由于受到试验次数、试验成本等方面限制，这种方法很难考虑PCBA组件材料特性波动、环境载荷波动等多个客观存在的因素波动对工艺质量目标的影响。如果工艺中存在的波动的变化范围较大，将引起工艺输出结果的波动范围增大，从而导致同批次电子产品出现较大的不一致性、出现较高的不良率。

发明内容

本发明提供一种热风再流焊工艺稳健优化设计方法，旨在能够实现对热风再流焊工艺的设计参数进行稳健性评估，进而能够根据稳健性目标值进行工艺参数优化设计以保障工艺结果具有稳健性。

本发明提供了一种热风再流焊工艺稳健优化设计方法，该方法包括：

建立再流焊工艺温度场仿真模型；

确定约束条件以及目标值，筛选噪声因素以及设计变量；

对所述设计变量和所述噪声因素重构样本点，构建预测目标函数以及约束函数的代理模型；

验证所述代理模型构建的响应面的精度，获取最优方案确定解，对所述最优方案确定解的稳健性评估；

获取最稳健解，对所述最稳健解带入所述再流焊工艺温度场仿真模型进行可靠性分析，验证稳健性。

可选的，所述约束条件以再流焊生产工艺要求确定，以PCBA组件上监测的各焊点加热因子为所述目标值。

可选的，所述噪声因素和所述设计变量通过灵敏度分析筛选得出，筛选标准为对焊点的加热因子的影响程度。

可选的，构建所述代理模型的步骤，包括：

对筛选出的所述噪声因素以及所述设计变量进行抽样，获取样本点；

对所述样本点采用不同的代理模型拟合，使各约束函数以及目标函数选用最优拟合方案；

建立预测目标函数以及约束函数基于最优拟合的代理模型。

可选的，对所述最优方案确定解的稳健性评估的步骤，包括：

对以所述代理模型拟合的响应面进行快速的局部搜索，获取最优方案确定解；

以响应面优化结果与所述再流焊工艺温度场仿真模型仿真计算结果对比，

如果判断各响应值误差低于5％，则把基于响应面优化的结果进行稳健性评估；

如果判断各响应值误差高于或等于5％，则重新设计变量，重新设计实验，获取目标参数差值响应，迭代计算，直到满足设定为止。

可选的，所述稳健性评估以6σ公差分析法为稳健性评价指标，评估结果目标均值是否与响应面优化的结果具有一致性。

可选的，所述可靠性分析的步骤，包括：