本發(fā)明公開了一種基于有限元仿真的再流焊工藝曲線優(yōu)化方法，用于為微電子封裝生產(chǎn)提供了優(yōu)化指導(dǎo)。根據(jù)德國(guó)ERSA HOTFLOW3/20型熱風(fēng)再流焊爐，得到再流焊爐參數(shù)；對(duì)給定工藝參數(shù)，進(jìn)行仿真計(jì)算得出溫度曲線；利用Fluent軟件建立有限元仿真模型；將得到的溫度曲線與IPC?610D推薦溫度曲線進(jìn)行比對(duì)；通過多次比對(duì)，得到最優(yōu)工藝曲線；實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)再流焊工藝曲線優(yōu)化，為微電子封裝生產(chǎn)提供了優(yōu)化指導(dǎo)，降低了因經(jīng)驗(yàn)調(diào)整熱風(fēng)再流焊爐參數(shù)造成的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子封裝領(lǐng)域，具體涉及一種有限元仿真的再流焊工藝曲線優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著SMT技術(shù)的高速發(fā)展，電子行業(yè)的需求也不斷增加，電子產(chǎn)品也不斷向輕薄化和微小化發(fā)展，然而BGA(球柵陣列封裝)作為一種良好的新型芯片封裝形式可以有效提高電子產(chǎn)品的集成度。而PBGA器件在焊接過程中，因焊接曲線設(shè)置不當(dāng)所產(chǎn)生的焊接缺陷形式主要有：元器件爆裂、翹曲、橋接、虛焊、PCB脫層起泡等，這些缺陷可以通過優(yōu)化工藝曲線加以避免，但通過經(jīng)驗(yàn)調(diào)整熱風(fēng)再流焊爐參數(shù)改進(jìn)工藝曲線會(huì)造成大量損失，為解決上述問題提出了一種基于有限元仿真的熱風(fēng)再流焊工藝曲線優(yōu)化方法，通過利用數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)再流焊工藝曲線優(yōu)化，為微電子封裝生產(chǎn)提供了優(yōu)化指導(dǎo)，降低了因經(jīng)驗(yàn)調(diào)整熱風(fēng)再流焊爐參數(shù)造成的損失。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的旨在提供一種基于有限元仿真的再流焊工藝曲線優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)再流焊工藝曲線的優(yōu)化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：基于有限元仿真的再流焊工藝曲線優(yōu)化方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)德國(guó)ERSA HOTFLOW3/20型熱風(fēng)再流焊爐，得到再流焊爐參數(shù)；

（2）對(duì)給定工藝參數(shù)，進(jìn)行仿真計(jì)算得出溫度曲線；

（3）利用Fluent軟件建立有限元仿真模型；

（4）將得到的溫度曲線與IPC-610D推薦溫度曲線進(jìn)行比對(duì)；

（5）重復(fù)步驟（1）至（4）進(jìn)行多次數(shù)值模擬，每一次數(shù)值模擬時(shí)改變步驟（2）中的工藝參數(shù)設(shè)置；

（6）通過多次比對(duì)，得到最優(yōu)工藝曲線；

（7）根據(jù)步驟（6）得到的最佳工藝曲線設(shè)置，對(duì)微電子封裝提供優(yōu)化指導(dǎo)。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)的具體步驟如下：

獲取再流焊爐參數(shù)包括熱風(fēng)再流焊爐外形整體尺寸、吹風(fēng)口分布位置、傳送鏈行進(jìn)方向、爐區(qū)分布。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）為：將給定的工藝參數(shù)（十四個(gè)爐區(qū)溫度、鏈速）轉(zhuǎn)換為溫度隨時(shí)間變化的溫度曲線，再將此曲線編程為UDF文件；

進(jìn)一步地，所述步驟(3)的具體子步驟如下：

步驟2.1）、通過ANSYS的DM模塊建立仿真所需的幾何模型，劃分好流體域與固體域，確定邊界條件命名；

步驟2.2）、將幾何模型導(dǎo)入Meshing模塊中進(jìn)行網(wǎng)格劃分前處理。

步驟2.3）、將網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent中，設(shè)置邊界條件（UDF文件編譯加載）、物性參數(shù)、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法；

步驟2.3）、進(jìn)行設(shè)定模型計(jì)算初始條件以及開始數(shù)值模擬計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述步驟(4)為：將計(jì)算得到的結(jié)果導(dǎo)入至CFD-POST模塊中進(jìn)行后處理，提取出焊點(diǎn)的溫度曲線，再將得到的溫度曲線與IPC-610D推薦溫度曲線進(jìn)行比對(duì)，主要比對(duì)升溫區(qū)的升溫速率、保溫區(qū)升溫速率，再流區(qū)峰值溫度保持時(shí)間，冷卻區(qū)降溫速率。

進(jìn)一步地，所述步驟(5)為：十四個(gè)爐區(qū)中第一爐區(qū)溫度、第五爐區(qū)溫度、第八爐區(qū)溫度、第十三爐區(qū)溫度為焊接過程中的關(guān)鍵爐區(qū)；重復(fù)步驟（1）至（5）的過程進(jìn)行多次數(shù)值模擬每一次數(shù)值模擬時(shí)，改變的邊界條件包括：第一爐區(qū)溫度、第五爐區(qū)溫度、第八爐區(qū)溫度、第十三爐區(qū)溫度、鏈速。