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《西南交通大学》 2017年
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微电子组装工艺参数优化研究

胡少华  
【摘要】:工业4.0和智能制造带动了制造业的转型和升级,工业4.0的特征是多品种小批量的定制生产,根据定制产品,能快速、智能化调整和设置制造工艺和设备的参数。微组装工艺技术包含着大量的输入参数,这些参数与输出之间具有复杂的非线性关系,在实际生产过程中,往往需要大量的实验进行多次调整修正才能最终确定满足要求的工艺参数,不能智能制造。因此,通过对实际微电子组装工艺参数的分析和研究,建立微电子组装工艺专家系统,是实现微电子组装智能制造的基础。微组装技术实质上是一种高密度封装联合微焊接技术为基础的综合性工艺技术,其主要的工艺流程包括锡膏印刷、贴装、回流焊、检测和返修。本文分析和归纳出不同封装类型的组装工艺流程及其相关的工艺参数的工程经验值,主要研究微组装锡膏印刷和回流焊工艺参数的优化方法,并设计了微电子组装工艺参数专家系统。首先,给出一种析因实验设计和响应曲面中心复合设计法结合的锡膏印刷工艺参数的优化方法。通过对焊膏印刷工艺参数的研究,确定影响印刷质量的关键参数。在PCB良好且焊盘设计合理的情况下,采用5因数2水平的部分析因实验,以印刷压力、印刷速度、刮刀角度、脱模速度和脱模间距为实验因子,并以平均每块实验板的焊膏填充率作为响应结果。利用Minitab软件对实验因子进行分析,确立了影响印刷质量的主要因素。根据析因实验的结果,采用响应曲面法对印刷工艺参数进行优化,进一步确定最佳的印刷工艺参数。其次,给出一种用神经网络技术建立回流温度曲线输入输出映射模型,并用改进的遗传算法进行回流温度曲线优化的方法。先分析回流焊接工艺的过程中,确定影响回流曲线设置的主要工艺参数。再采用传统遗传算法优化的BP神经网络和改进的遗传算法优化的BP神经网络对回流曲线模型进行预测,并用Matlab软件对两种算法进行仿真分析,验证了改进的遗传算法在回流曲线优化问题上的优越性,进一步采用改进遗传算法对回流温度曲线参数设置进行优化,得出理论上最优的工艺参数组合。最后通过实际的回流焊接验证优化算法得出的最佳工艺参数的正确性。最后,采用VC6.0编程技术和SQL Server 2000数据库技术开发出微电子组装工艺参数专家系统。该系统利用规则库,对不同封装类型的组装工艺参数进行选择和设置,使用户可以在开发的软件平台上进行微组装工艺优化设置。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN405

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