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，通過實驗研究的傳統(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問題，通過建立有限元仿真模型可以快速準確地求解焊件的溫度場，確定再流焊組件的溫度曲線，進一步也可以得到焊件的應力場和翹曲變形，從而對優(yōu)化結構提供支持。因此，有限元熱分析和結構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)、計算焊件應力和變形以及優(yōu)化焊件結構。

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量完成了以下工作。
　　1.分析了LTCC微波組件的再流焊加熱機理，對組件在再流焊中的加熱環(huán)境進行了理論計算，并將其轉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，總結了影響溫度場的兩

3、個因素:先后關系和組件結構。并以此為基礎詳細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.通過合理的傳熱學簡化，理論計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。仿真結果與理論計算、實測曲線完全吻合，三種方法得到的曲線都一致顯示出了溫度曲線的特點:先后關系和分段現(xiàn)象。仿真與實測結果的溫度偏差在8.7％以內(nèi)。

4、　　4.對熱變形的產(chǎn)生機理進行了分析，建立了計算組件的應力和結構變形的有限元模型。通過模型的計算結果，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應力集中的方案，提出優(yōu)化殼體側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，提高了其用戶體驗和友好性。為保證再流焊質量，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知