[发明专利]一种增强相的临界上浮时间的预测方法及系统

说明书

本发明涉及一种增强相的临界上浮时间的预测方法及相应的系统。该方法根据增强相颗粒的初始粒径、增强相颗粒的密度、复合钎料的增强相的质量分数和复合钎料的密度，利用颗粒浓度处理模型得到增强相颗粒的初始浓度；根据增强相颗粒的初始浓度和复合钎料的粘度系数，利用半衰期处理模型得到增强相颗粒的半衰期；根据增强相颗粒的半衰期和增强相颗粒的初始粒径，利用团聚动力学模型得到增强相团聚颗粒的粒径；根据增强相团聚颗粒的粒径、复合钎料的粘度系数、复合钎料的密度和增强相颗粒的密度，利用上浮时间处理模型得到增强相的临界上浮时间。本发明以准确预测增强相颗粒的临界上浮时间，为抑制强化相的团聚与上浮提供理论支撑，为增强复合钎料的推广应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及钎焊领域，特别是涉及一种增强相的临界上浮时间的预测方法及系统。

背景技术

随着电子器件向微型化和高密度化方向发展，对重要连接部件钎料焊点的可靠性要求也越来越高。在普通钎料合金中添加强化相是提高焊点可靠性的有效路径，但添加的强化相往往存在质量轻、与钎料合金之间的的润湿性差等问题。钎料合金在焊接或液态加工过程中因受表面张力及浮力的作用被排挤出，大大削弱了复合钎料的强化效果，甚至由于颗粒团聚恶化钎料性能。

现有的研究往往通过减少增强相的添加量或者对增强相进行表面改性来抑制其团聚及上浮，但这些方法因缺乏对增强相团聚与上浮行为的理论认识，无法从热力学及动力学角度提出根本的解决途径而收效甚微。

发明内容

本发明的目的是提供一种增强相的临界上浮时间的预测方法及系统，可以准确预测增强相的临界上浮时间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种增强相的临界上浮时间的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：

获取增强相颗粒的初始密度、增强相颗粒的初始粒径、复合钎料的增强相的质量分数、复合钎料的密度、复合钎料的粘度系数和增强相颗粒的密度；

根据所述增强相颗粒的初始粒径、所述增强相颗粒的密度、复合钎料的增强相的质量分数和所述复合钎料的密度，利用颗粒浓度处理模型得到增强相颗粒的初始浓度；

根据所述增强相颗粒的初始浓度和所述复合钎料的粘度系数，利用半衰期处理模型得到增强相颗粒的半衰期；

根据所述增强相颗粒的半衰期和所述增强相颗粒的初始粒径，利用团聚动力学模型得到增强相团聚颗粒的粒径；

根据所述增强相团聚颗粒的粒径、所述复合钎料的粘度系数、复合钎料的密度和所述增强相颗粒的密度，利用上浮时间处理模型得到增强相的临界上浮时间。

可选择，所述颗粒浓度处理模型为：其中n₀为增强相颗粒的初始浓度，ω为复合钎料的增强相的质量分数，δ为复合钎料的密度，ρ为增强相颗粒的密度，d₀为增强相颗粒的初始密度。

可选择，所述半衰期处理模型为：其中，τ为增强相颗粒的半衰期，μ为复合钎料的粘度系数，k为玻尔兹曼常数，T为液态加工温度。

可选择，所述团聚动力学模型为：d＝d₀×[1+(t/τ)]¹³，其中，d为增强相团聚颗粒的粒径，t为时间。

可选择，所述上浮时间处理模型为：其中，t_c为临界上浮时间，R为摩尔气体常数，g为重力加速度，N_A为阿伏伽德罗常数。

一种增强相的临界上浮时间的预测系统，所述预测系统包括：

获取单元，用于获取增强相颗粒的初始密度、增强相颗粒的初始粒径、复合钎料的增强相的质量分数、复合钎料的密度、复合钎料的粘度系数和增强相颗粒的密度；