微波模塊再流焊熱-力分析及再流焊控制界面優(yōu)化.pdf

1、隨著表面貼裝技術(shù)的迅速發(fā)展，高度集成化和窄間距化的微電子封裝對焊接工藝提出了更高的要求，通過實(shí)驗(yàn)研究的傳統(tǒng)方法已經(jīng)越來越跟不上電子行業(yè)的快速發(fā)展節(jié)奏了。模擬仿真卻可以解決這個(gè)問題，通過建立有限元仿真模型可以快速準(zhǔn)確地求解焊件的溫度場，確定再流焊組件的溫度曲線，進(jìn)一步也可以得到焊件的應(yīng)力場和翹曲變形，從而對優(yōu)化結(jié)構(gòu)提供支持。因此，有限元熱分析和結(jié)構(gòu)分析越來越多地用于分析焊件溫度曲線、優(yōu)化再流焊工藝參數(shù)、計(jì)算焊件應(yīng)力和變形以及優(yōu)化焊件結(jié)構(gòu)。

2、
　　本文研究的是某LTCC(Low-temperature Cofired Ceramic，低溫共燒陶瓷)微波組件的再流焊過程，為保證和提高焊接質(zhì)量完成了以下工作。
　　1.分析了LTCC微波組件的再流焊加熱機(jī)理，對組件在再流焊中的加熱環(huán)境進(jìn)行了理論計(jì)算，并將其轉(zhuǎn)化為有限元模型的邊界條件和初始條件。
　　2.建立了微波組件的熱力學(xué)仿真模型，得到組件的溫度場以及溫度曲線，通過分析溫度場以及溫度曲線，總結(jié)了影響溫度場的兩

3、個(gè)因素:先后關(guān)系和組件結(jié)構(gòu)。并以此為基礎(chǔ)詳細(xì)闡述了組件在再流焊中溫度場的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)焊件在剛出冷卻區(qū)時(shí)的溫度分布最不均勻。為工藝優(yōu)化提供了支持。
　　3.通過合理的傳熱學(xué)簡化，理論計(jì)算了組件的溫度曲線。并利用熱電偶，測量了組件典型位置（高溫區(qū)域、低溫區(qū)域及LTCC）的溫度曲線。仿真結(jié)果與理論計(jì)算、實(shí)測曲線完全吻合，三種方法得到的曲線都一致顯示出了溫度曲線的特點(diǎn):先后關(guān)系和分段現(xiàn)象。仿真與實(shí)測結(jié)果的溫度偏差在8.7％以內(nèi)。

4、　　4.對熱變形的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析，建立了計(jì)算組件的應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形的有限元模型。通過模型的計(jì)算結(jié)果，提出了優(yōu)化LTCC的圓角尺寸、使用合適尺寸熱匹配材料和施加外力約束變形等緩解LTCC應(yīng)力集中的方案，提出優(yōu)化殼體側(cè)壁尺寸和增加厚度作為減小組件的翹曲變形的方案。并對提高再流焊質(zhì)量提出了優(yōu)化建議。
　　5.優(yōu)化了再流焊監(jiān)控界面，提高了其用戶體驗(yàn)和友好性。為保證再流焊質(zhì)量，用戶需要監(jiān)控再流焊參數(shù)，而原始的再流焊控制界面存在加重用戶認(rèn)知