[发明专利]基于实测温度数据的再流焊接工艺仿真模型修正方法有效
申请号: | 201911101338.5 | 申请日: | 2019-11-12 |
公开(公告)号: | CN110866358B | 公开(公告)日: | 2023-06-06 |
发明(设计)人: | 龚雨兵;周红达;陈蔡;尹钰田;潘开林;郑毅;车飞 | 申请(专利权)人: | 桂林电子科技大学 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23 |
代理公司: | 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 | 代理人: | 覃永峰 |
地址: | 541004 广西*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 实测 温度 数据 焊接 工艺 仿真 模型 修正 方法 | ||
1.一种基于实测温度数据的再流焊接工艺仿真模型修正方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,建立再流焊工艺温度场仿真模型,利用瞬态热仿真分析获得焊点仿真温度曲线,以实测温度曲线为标准,仿真曲线为输入量进行对应节点温度的标准差(S)计算;
步骤2,确定设计参数、约束条件、目标函数,建立PCBA温度场仿真修正模型;
步骤3,设计实验,获取目标参数响应值;对修正设计参数进行抽样,然后将抽样的样本点带入修正前的工艺仿真模型,计算工艺参数的目标参数响应值-仿真与实测对应节点温度的标准差(S);
步骤4,构建Kriging响应面模型;根据设计参数和仿真与实测对应节点温度标准差值响应构建满足精度要求Kriging响应面模型;
步骤5,多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,简称MOGA)寻优;通过多目标遗传算法(MOGA)对目标函数进行迭代计算,获得优化修正参数并代入有限元模型中获得修正后的再流焊接工艺仿真模型。
2.根据权利要求1所述的基于实测温度数据的再流焊接工艺仿真模型修正方法,其特征在于,步骤1所述的再流焊工艺温度场仿真模型包括印制板基板、BGA本体、QFP本体、Chip元件等效热模型以及BGA、QFP高密度组装焊点的等效热模型;PCBA组件仿真模型、PCBA瞬态温度场数值仿真模型建立;所述的以实测温度曲线为标准,仿真曲线为输入量进行对应节点温度标准差(S)计算方法如下:
首先,设置取样数量n,提取实测曲线的温度节点Tti和与实测曲线相对应节点的仿真数值Tsi,最后,标准差由下列方法计算:
3.根据权利要求1所述的基于实测温度数据的再流焊接工艺仿真模型修正方法,其特征在于,步骤2所述的PCBA温度场仿真修正模型是通过分析实测温度曲线数据与相应仿真的温度曲线数据对应节点温度的标准差而建立的,具体方法为:
建立以实测曲线和仿真曲线对应节点温度的标准差最小化为优化目标、以各温区温度、对流换热系数为设计变量,以下列条件作为约束条件的优化模型:①电路板组件的峰值温度小于245℃;②焊膏的峰值温度小于225℃;③优化目标是使得实测曲线和仿真曲线对应温度点的标准差最小化,其数学模型为:
式(1)中,S1,....,8为实测曲线和仿真曲线对应温度点的标准差,n为取样数量,m为设计变量--温区温度和对流换热系数;Ts为仿真温度值,Tt为实测温度值;x1,xu为设计变量x变化的上下限。
4.根据权利要求1所述的基于实测温度数据的再流焊接工艺仿真模型修正方法,其特征在于,步骤3所述的抽样方法采用拉丁超立方抽样,根据设计参数数目进行100-150次的正交试验设计,并且使整个实验设计点均匀分布在空间中。
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