smt再流焊温度场的建模与仿真

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1、摘要再流焊是预先在PCB(PrintedCircuitBoard)板的焊接部位(焊盘)放置适量和适当形式的焊料，然后贴放表面组装元器件，经固化(在采用焊膏时)后，再利用外部热源使焊料再次流动达到焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。只要设置合适的再流焊设备的各区温度，几乎能完全满足各类表面组装元器件对焊接的要求，实现可靠的连接。但目前在国内还没有建立再流焊接温度场的模型，仍采用反复试验的方法制定再流焊接工艺，造成了巨大的财力和人力的浪费。因此，对再流焊温度场的仿真研究极其重要。本文研究的是再流焊温度场的建模仿真。用ANSYS软件，根据所用Pb63S

2、n37钎料的性能，分析了获得良好焊点性能的再流焊温度曲线；利用传热学的理论，将再流焊中红外加热转化为对流加热，结合再流焊设备对PCAs(PrintedCircuitAssemblis)加热的实际物理过程，建立了红外热风再流焊方法的传热数学模型；根据再流焊设备的尺寸，结合获得良好性能产品的再流焊焊膏熔化温度曲线的要求，建立了再流焊传输带速度(v)和再流焊各加热温区功能的模型。根据所研究的型号为ZC．845GLAB主机板贴装件建立了PCAs中的PCB板、铜板、大元器件、焊膏和小元器件的几何模型：利用ANSYS软件对再流焊各炉区的加载温度进行了优化设

3、计，获得再流焊炉各区的加载温度：避一步对PCAs的再流焊接温度场进行了动态模拟，获得了PCAs整体组件的动态温度场和比较满意的再流焊工艺仿真。在研究中虽然是对ZC．845GLAB主机板贴装件的再流焊工艺的建模仿真，但对于其它产品也可以根据所使用的再流焊设备，利用ANSYS中的APDL(ParametricDesignLanguage)输入其几何模型参数和材料的热参数，建立其它产品的优化再流焊工艺。利用红外扫描设备，对PCAs的几何仿真模型、材料的热参数进行了试验验证，试验表明本文所采用的几何模型和材料参数是基本』下确的，这就证明了再流焊的工艺仿

4、真是可信的，仿真的工艺参数可以用束指导生产。关键词：再流焊仿真；温度场：表面组装建模。AbstraciReflowsolderingisasolderthatconnectSMDorSMCwithPCBbymeltingthesolderutilizeexternalheatsonrcemakesolderreflowandsolidifythesolderbycoolingit(whileadoptingthesolderingpaste)．Reliableconnectionofvariouscomponentsisattainablewh

5、enthetemperaturesectionofflowovenissetupsuitably．Thetraditionalapproachofexperimentallyanalysingproductiondefectswouldbecostlyandvirtuallyimpossibleforthetemperaturefieldmodelisnotbuilthomelandinside．Analternativetothisapproachistoderivecomputationalandnumericalmodelstosimul

6、atethereflowsolderingprocess．ThispaperstudythesimulationofrefiowsolderingofthemallboardnamedZC一845GLAB．GetthepropertemperaturefigureofsolderduringthereflowsolderingprocessusetheANSYSsoftwarewiththepropertyofPb63Sn37．Utilizeandspreadthetheoryofcatorifics,buildingtheheatmodelb

7、ychangingthe1Rheatingtoconvectionheating，combiningtheactualphysicsenvironmentofPeAs．InordertoobtainthepropertemperaturefgureofsolderingpastewiththesizeofIRequipment，themodelisbuiltincludingtransfersspeedoftransferscinctureandthesetupofiR'stemperaturesection．Thegeometrymodels

8、ofsolderingpaste，PCBboard，copper,bigcomponentsandlittlecomponentsisbuiltacc