基于BP神经网络的特种车辆控制系统CCGA焊点空洞失效预测研究
发布时间：2021-05-20 07:30
CCGA（Ceramic Column Grid Array,陶瓷柱栅阵列）作为某些特种车辆控制系统电路中的核心器件,当特种车辆在各种不同的恶劣环境中工作时,CCGA的可靠性将会受到极大的挑战。焊点空洞作为CCGA常见的焊接问题,对其可靠性有着重大的影响。为了降低焊点空洞率,提高产品可靠性,需要对CCGA的焊点空洞率进行失效预测方面的研究,使其空洞率保持在15%以下。神经网络作为一种通过模拟智能动物神经系统而形成的工作模式,具有良好的智能性,在产品失效预测方面有着与生俱来的优势。目前,阵列式封装元器件的焊点空洞率研究主要集中于BGA（Ball Grid Array,球栅阵列）,对于CCGA焊点空洞率的研究多采用实验和经验相结合的方法,而运用神经网络模型对其焊点空洞率进行失效预测具有一定的创新性,拓展了解决此类问题的思路。由此可见,运用神经网络对CCGA进行焊点空洞率失效预测研究,具有较高的理论研究价值和工程应用价值。本文通过分析焊点空洞的失效机理,提炼出对CCGA焊点空洞率影响较大的两个因素:锡膏厚度和温度曲线。锡膏厚度通过试验即可得出最佳厚度。综合考虑温度曲线中的预热时间、回流时间对...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 论文选题背景
1.1.2 论文研究工作的意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 国内外焊点空洞率影响因素研究进展
1.2.2 国内外预测方法研究进展
1.2.3 小结
1.3 研究内容和方案
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要研究内容
1.3.3 研究方案
1.4 本章小结
2 焊点空洞率影响因素分析
2.1 焊点空洞失效机理
2.1.1 焊点空洞生成原理
2.1.2 焊点空洞失效判据
2.2 锡膏厚度对焊点空洞的影响
2.3 温度曲线对焊点空洞的影响
2.3.1 温度曲线对焊点空洞的影响机理
2.3.2 典型温度曲线设置
2.3.3 温度曲线关键变量
2.4 本章小结
3 基于神经网络的CCGA焊点空洞率预测研究
3.1 故障预测技术概述
3.2 典型故障预测方法对比
3.2.1 模型驱动的故障预测技术
3.2.2 数据驱动的故障预测技术
3.2.3 基于统计可靠性的故障预测技术
3.3 数据驱动的失效预测
3.3.1 数据驱动的失效预测基本原理
3.3.2 焊点空洞率的数据驱动失效预测模型
3.4 神经网络模型
3.4.1 预测模型选取
3.4.2 人工神经网络背景
3.4.3 神经网络预测原理
3.4.4 BP神经网络建模方法
3.5 基于BP神经网络的焊点空洞率预测流程
3.6 本章小结
4 焊点失效试验机构优化及方案设计
4.1 试验条件
4.1.1 锡膏材料条件
4.1.2 锡膏喷印条件
4.1.3 锡膏检测条件
4.1.4 元器件贴装条件
4.1.5 回流焊接条件
4.1.6 X-Ray检测条件
4.2 试验机构优化
4.2.1 机构描述与坐标系建立
4.2.2 自由度分析
4.2.3 位姿反解
4.2.4 自由度仿真
4.2.5 逆解仿真
4.3 试验方案设计
4.4 试验数据
4.5 分布特点与统计特征
4.6 本章小结
5 焊点失效变量试验结果分析
5.1 变量确定
5.2 预测模型
5.3 应用验证
5.3.1 数据整理
5.3.2 神经网络训练
5.3.3 空洞率预测
5.4 方法对比
5.4.1 基于预热时间的空洞率预测
5.4.2 基于回流时间的空洞率预测
5.4.3 基于峰值温度的空洞率预测
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 问题与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种3T1R并联机构设计及运动学性能分析[J]. 朱伟,顾开荣,王传伟,刘晓飞. 中国机械工程. 2018(01)
[2]2-PUR-PSR并联机构的运动学分析及尺度综合[J]. 张伟中,徐灵敏,童俊华,李秦川. 机械工程学报. 2018(07)
[3]3-CPR并联机构的设计与工作空间优化[J]. 程强,李瑞琴. 机械传动. 2017(04)
[4]3-PRRRR并联机构运动学和工作空间分析与数值仿真[J]. 石梦蕊,赵新华. 机械传动. 2017(02)
[5]六自由度完全解耦并联机构型综合[J]. 周辉,曹毅. 机械传动. 2016(09)
[6]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[7]CCGA封装特性及其在航天产品中的应用[J]. 吕强,尤明懿,陈贺贤,张朝晖,唐飞. 电子工艺技术. 2014(04)
[8]BGA焊点气泡的分布与原因探讨[J]. 王会芬,谢晓峰,吴金昌. 电子工艺技术. 2013(02)
[9]混装条件下BGA焊点空洞问题[J]. 王树清,文大化. 电子工艺技术. 2012(05)
[10]CCGA器件的可靠性组装及力学加固工艺[J]. 张伟,孙守红,孙慧. 电子工艺技术. 2011(06)
硕士论文
[1]退化故障下设备可靠性的卡尔曼滤波器预测方法[D]. 邱燕平.合肥工业大学 2010
本文编号：3197366
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 论文选题背景
1.1.2 论文研究工作的意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 国内外焊点空洞率影响因素研究进展
1.2.2 国内外预测方法研究进展
1.2.3 小结
1.3 研究内容和方案
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要研究内容
1.3.3 研究方案
1.4 本章小结
2 焊点空洞率影响因素分析
2.1 焊点空洞失效机理
2.1.1 焊点空洞生成原理
2.1.2 焊点空洞失效判据
2.2 锡膏厚度对焊点空洞的影响
2.3 温度曲线对焊点空洞的影响
2.3.1 温度曲线对焊点空洞的影响机理
2.3.2 典型温度曲线设置
2.3.3 温度曲线关键变量
2.4 本章小结
3 基于神经网络的CCGA焊点空洞率预测研究
3.1 故障预测技术概述
3.2 典型故障预测方法对比
3.2.1 模型驱动的故障预测技术
3.2.2 数据驱动的故障预测技术
3.2.3 基于统计可靠性的故障预测技术
3.3 数据驱动的失效预测
3.3.1 数据驱动的失效预测基本原理
3.3.2 焊点空洞率的数据驱动失效预测模型
3.4 神经网络模型
3.4.1 预测模型选取
3.4.2 人工神经网络背景
3.4.3 神经网络预测原理
3.4.4 BP神经网络建模方法
3.5 基于BP神经网络的焊点空洞率预测流程
3.6 本章小结
4 焊点失效试验机构优化及方案设计
4.1 试验条件
4.1.1 锡膏材料条件
4.1.2 锡膏喷印条件
4.1.3 锡膏检测条件
4.1.4 元器件贴装条件
4.1.5 回流焊接条件
4.1.6 X-Ray检测条件
4.2 试验机构优化
4.2.1 机构描述与坐标系建立
4.2.2 自由度分析
4.2.3 位姿反解
4.2.4 自由度仿真
4.2.5 逆解仿真
4.3 试验方案设计
4.4 试验数据
4.5 分布特点与统计特征
4.6 本章小结
5 焊点失效变量试验结果分析
5.1 变量确定
5.2 预测模型
5.3 应用验证
5.3.1 数据整理
5.3.2 神经网络训练
5.3.3 空洞率预测
5.4 方法对比
5.4.1 基于预热时间的空洞率预测
5.4.2 基于回流时间的空洞率预测
5.4.3 基于峰值温度的空洞率预测
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 问题与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种3T1R并联机构设计及运动学性能分析[J]. 朱伟,顾开荣,王传伟,刘晓飞. 中国机械工程. 2018(01)
[2]2-PUR-PSR并联机构的运动学分析及尺度综合[J]. 张伟中,徐灵敏,童俊华,李秦川. 机械工程学报. 2018(07)
[3]3-CPR并联机构的设计与工作空间优化[J]. 程强,李瑞琴. 机械传动. 2017(04)
[4]3-PRRRR并联机构运动学和工作空间分析与数值仿真[J]. 石梦蕊,赵新华. 机械传动. 2017(02)
[5]六自由度完全解耦并联机构型综合[J]. 周辉,曹毅. 机械传动. 2016(09)
[6]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[7]CCGA封装特性及其在航天产品中的应用[J]. 吕强,尤明懿,陈贺贤,张朝晖,唐飞. 电子工艺技术. 2014(04)
[8]BGA焊点气泡的分布与原因探讨[J]. 王会芬,谢晓峰,吴金昌. 电子工艺技术. 2013(02)
[9]混装条件下BGA焊点空洞问题[J]. 王树清,文大化. 电子工艺技术. 2012(05)
[10]CCGA器件的可靠性组装及力学加固工艺[J]. 张伟,孙守红,孙慧. 电子工艺技术. 2011(06)
硕士论文
[1]退化故障下设备可靠性的卡尔曼滤波器预测方法[D]. 邱燕平.合肥工业大学 2010
本文编号：3197366
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3197366.html
