雷達(dá)微波模塊封裝過(guò)程的熱力學(xué)響應(yīng)和工藝優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、由于低溫共燒陶瓷(LTCC)與其他集成技術(shù)相比，具有高頻率、寬通帶和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，比目前應(yīng)用廣泛的印刷電路板(PCB)更具有優(yōu)勢(shì)。低溫共燒陶瓷憑借其優(yōu)異的電子、熱力學(xué)和機(jī)械等特性，在軍事、航空、電子工業(yè)和汽車(chē)等領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注，然而低溫共燒陶瓷的焊接過(guò)程卻仍有許多問(wèn)題尚未得到解決。為了獲得可靠的焊接質(zhì)量，本文主要是對(duì)低溫共燒陶瓷的回流焊進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本課題主要研究目的在于通過(guò)對(duì)回流焊的過(guò)程進(jìn)行建模和仿真，尋求焊接

2、裂紋和氣孔問(wèn)題的解決方法，然后對(duì)焊接的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并且還考慮焊接母材熱匹配的問(wèn)題，以及裝夾工藝對(duì)焊接應(yīng)力的影響，最后達(dá)到降低溫差和焊接應(yīng)力的效果。
　　本文所做的主要研究?jī)?nèi)容有以下四個(gè)方面:
　　(1)微波模塊的熱應(yīng)力分析。建立了微波模塊的熱力學(xué)仿真模型，使用ANAND本構(gòu)方程表征焊錫的應(yīng)力變化，然后采用分段加載對(duì)流換熱系數(shù)的方法，最后得到微波模塊的溫度響應(yīng)曲線和應(yīng)力云圖。通過(guò)對(duì)比溫度響應(yīng)曲線和實(shí)測(cè)溫度曲線的關(guān)系，驗(yàn)證

3、了仿真模型是正確的。而且還詳細(xì)分析了標(biāo)準(zhǔn)回流溫度曲線，闡述了各個(gè)溫區(qū)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)回流焊的影響。
　　(2)優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析微波模塊在回流焊過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，提出六種改進(jìn)方案，并分別對(duì)六種方案的可行性進(jìn)行詳細(xì)的分析。最后選擇工藝參數(shù)、零件材料和裝夾方式三種方案分別進(jìn)行仿真分析，其中工藝參數(shù)的優(yōu)化是參考回流焊標(biāo)準(zhǔn)曲線的各個(gè)參數(shù)，焊接母材和裝夾方式的優(yōu)化是依據(jù)熱膨脹系數(shù)存在差異。最后仿真結(jié)果顯示裝配體溫差和應(yīng)力大小都明顯降低。
　

4、　(3)軟件開(kāi)發(fā)。使用VB6.0編寫(xiě)出可以測(cè)量工件溫度的程序，然后聯(lián)合ANSYS的客戶化定制開(kāi)發(fā)工具(ACT)模塊，將腳本程序嵌入到Ansys workbench中，最后能夠直觀顯示KIC2000軟件的工藝窗口界面。此腳本程序可以顯示模擬溫度曲線是否超出標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線的范圍。如果超出規(guī)格范圍，需要對(duì)爐區(qū)溫度和傳送帶速進(jìn)行重新優(yōu)化，從而為回流焊參數(shù)的設(shè)置提供理論依據(jù)，提高了仿真優(yōu)化分析的效率。
　　(4)軟件界面優(yōu)化。主要采用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)