本文關(guān)鍵詞：微波模塊再流焊熱—力分析及再流焊控制界面優(yōu)化　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 微波組件 人機(jī)交互 溫度場(chǎng) 熱應(yīng)力 優(yōu)化 仿真 界面優(yōu)化

【摘要】：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(duì)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(chǎng),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(chǎng)和翹曲變形,從而對(duì)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)。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(duì)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(chǎng)以及溫度曲線,通過分析溫度場(chǎng)以及溫度曲線,總結(jié)了影響溫度場(chǎng)的兩個(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(chǎng)的變化趨勢(shì),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(cè)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(cè)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(cè)結(jié)果的溫度偏差在8.7%以內(nèi)。4.對(duì)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(duì)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)知負(fù)擔(dān)的不足,針對(duì)其不足提出了界面的改進(jìn)方案,并利用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)證明了用戶使用優(yōu)化后界面時(shí),搜索和獲取信息速度得到了大大的提高。
[Abstract]:With the rapid development of surface mount technology, microelectronic packaging is highly integrated and narrow spacing has put forward higher requirements on the welding process. Through the traditional experimental method has been more and more to keep up with the pace of the rapid development of the electronics industry. The simulation can solve this problem by establishing a finite element simulation model fast and accurate solving the welding temperature field, determine the temperature curve of reflow soldering components, further can also get the welding stress and warpage deformation, so as to provide support for the optimization of structure. Therefore, the structure analysis and finite element analysis is more and more used in thermal analysis of welding temperature curve, optimization of reflow soldering the process parameters, the calculation of welding stress and deformation and the optimization of welding structure. This paper is a LTCC (Low-temperature Cofired Ceramic, LTCC) reflow process for microwave components. To ensure and improve the quality of welding work of.1. reflow heating mechanism of LTCC microwave components, the components are calculated in the reflow heating environment in welding, and transformed into finite element model boundary conditions and initial conditions of.2. established the thermodynamic simulation model of microwave components, temperature field and the temperature curve of components, through the analysis of the temperature field and temperature curve, summed up the two factors that influence the temperature field: has relationship and assembly structure. And on the basis of detailed components in the changing trend of reflow welding temperature field, welding temperature was found when the uneven distribution of cooling provide support for the.3.. Through the reasonable simplification for heat transfer process optimization, theoretical calculation of temperature curve components. And using typical position measuring component thermocouple, (low temperature and high temperature area LTCC area) The temperature curve. Simulation results and theoretical calculations, the measured curves coincide, the three methods are consistent curves have shown the characteristics of temperature curve: sequence and piecewise phenomenon. The temperature deviation of the simulated and measured results within 8.7%.4. of the thermal deformation mechanism for the analysis, established the finite element the deformation force and the structure of the model components. Through the model calculation results, proposed the optimized LTCC fillet sizes, using a suitable size thermal matching material and force constraint deformation to alleviate LTCC stress concentration, optimize the size and thickness of the side wall of the casing as reduce component warpage and the scheme. To improve the quality of reflow puts forward suggestions to optimize.5. optimized reflow monitoring interface, improve the user experience and friendliness. In order to ensure the quality of reflow, users need to monitor the reflow. Number, and the original reflow control interface has the disadvantages of aggravating the user's cognitive burden. Aiming at its shortcomings, the interface improvement plan is put forward. The eye movement experiment proves that the speed of searching and obtaining information has been greatly improved when users use the optimized interface.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN405

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本文編號(hào)：1402620