[发明专利]一种热风再流焊工艺的稳健性与可靠性综合优化设计方法

说明书

本发明公开了一种热风再流焊工艺的稳健性与可靠性综合优化设计方法，包括建立热风再流焊工艺仿真模型，得到工艺参数与焊点温度曲线之间的对应关系，并将工艺参数和焊点温度曲线进行参数化；以焊点的热疲劳寿命作为可靠性评价指标，优化热疲劳寿命至最大的同时进行稳健性优化设计，以焊点的峰值温度、超液相线时间、冷却速率、加热因子、升温速率和保温时间工艺性能参数作为稳健性评价指标，将其作为综合优化设计的约束条件；建立响应面代理模型；对代理模型进行确定性优化；最后采用自适应响应面优化方法，对代理模型进行稳健性与可靠性综合优化设计，以6σ为设计准则，迭代计算，最终得到一组最为稳健和可靠的工艺参数。

技术领域

本发明涉及到一种热风再流焊工艺优化设计方法，涉及一种基于响应面模型的焊点稳健性与可靠性优化设计方法，尤其是一种热风再流焊工艺的稳健性与可靠性综合优化设计方法。

背景技术

热风再流焊工艺是电子产品表面贴装技术(Surface Mounted Technology，简称SMT)组装中的一种非常重要且常用的工艺。随着电子产品SMT组装集成度越来越高，对热风再流焊工艺的要求也越来越高。目前在热风再流焊工艺设计中普遍采用“实物试验结合经验进行工艺参数调整为主”的工艺设计方法。这种方法是以工艺曲线是否符合工艺性能指标或指定的工艺窗口来不断调整工艺设计参数，不能在工艺设计中综合考虑工艺稳健性指标和工艺可靠性指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种热风再流焊工艺稳健性与可靠性综合设计方法，该方法在考虑现有工艺性能指标的基础上，可以综合考虑工艺的稳健性与可靠性指标来进行工艺参数设计。

实现本发明目的的技术方案是：

一种热风再流焊工艺的稳健性与可靠性综合优化设计方法，包括以下步骤：

步骤一：通过数值仿真方法，建立热风再流焊工艺仿真模型，得到工艺参数与焊点温度曲线之间的对应关系，并将工艺参数和焊点温度曲线进行参数化；

步骤二：以焊点的热疲劳寿命作为可靠性评价指标，优化热疲劳寿命至最大的同时进行稳健性优化设计，以焊点的峰值温度、超液相线时间、冷却速率、加热因子、升温速率和保温时间工艺性能参数作为稳健性评价指标，将其作为综合优化设计的约束条件，约束规则设置为：

峰值温度+6σ₁≤峰值温度上限值；

超液相线时间+6σ₂≤超液相线时间上限值；

冷却速率+6σ₃≤冷却速率上限值；

加热因子+6σ₄≤加热因子上限值；

升温速率+6σ₅≤升温速率上限值；

保温时间+6σ₆≤保温时间上限值；

峰值温度-6σ₁≥峰值温度下限值；

超液相线时间-6σ₂≥超液相线时间下限值；

冷却速率-6σ₃≥冷却速率下限值；

加热因子-6σ₄≥加热因子下限值；

升温速率-6σ₅≥升温速率下限值；

保温时间-6σ₆≥保温时间下限值；

其中，σ₁为峰值温度的标准差，σ₂为超液相线时间的标准差，σ₃为冷却速率的标准差，σ₄为加热因子的标准差，σ₅为升温速率的标准差，σ₆为保温时间的标准差；