高 軍

（上海民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院，上海 200232）

目前人們已經(jīng)進入到科技時代，電子設(shè)備在人們生活中已經(jīng)成為必需品之一，電子設(shè)備逐漸向著輕巧以及多功能的方向發(fā)展，其中半導(dǎo)體集成電路技術(shù)水平也逐漸提升。在電子封裝結(jié)構(gòu)中，焊點最初的作用是將電子器件之間相互連接，隨著技術(shù)水平的提升，目前已經(jīng)可以將不同材質(zhì)的電子器件相互連接，由此可以看出，焊接點質(zhì)量直接決定著電子設(shè)備的運行質(zhì)量，本文將重點研究無鉛焊料本構(gòu)模型及其參數(shù)的識別方法。

1 無鉛焊料本構(gòu)模型

目前經(jīng)常使用的無鉛焊料本構(gòu)模型為Anand 模型，該模型最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)八十年代，重點對鋁與其他金屬的熱性能進行描述，隨著時代的發(fā)展，目前已經(jīng)被應(yīng)用在描述無鉛焊料非彈性行為中，該模型屬于統(tǒng)一型的粘塑性模型，能夠?qū)o鉛焊料的變形過程以及塑性變形展開綜合研究，同時還能夠直接對參數(shù)展開識別。該無鉛焊料本構(gòu)模型在實際應(yīng)用中具有以下特點，第一，在應(yīng)力空間中，不會出現(xiàn)明顯的屈服面，因此不需要提供相應(yīng)的加載準(zhǔn)則以及卸載準(zhǔn)則。另外，模型中的變形力可以在非零應(yīng)力的條件下出現(xiàn)。第二，利用無鉛焊料本構(gòu)模型中單一的內(nèi)變量，對材料的內(nèi)部狀態(tài)以及流動阻抗展開描述，進而將無鉛焊料與變速率和溫度之間的關(guān)系表示出來[1]。

2 無鉛焊料本構(gòu)模型的參數(shù)識別方法

2.1 遺傳算法參數(shù)識別方法

在遺傳算法中，需要對種群規(guī)模、交叉概率以及變異概率等參數(shù)展開研究，確定以上參數(shù)的設(shè)定是否合理等。其中種群規(guī)模直接決定著單個種群的數(shù)量，如果種群規(guī)模較小，則遺傳算法的計算速度就會提升，但是其中種群的多樣性就會降低，縮小整個的搜索范圍。如果種群規(guī)模過大，則遺傳算法的效率會降低，最優(yōu)解的概率也會降低，因此，通常情況下，種群規(guī)模的取值范圍為10-200之間。交叉算子直接影響著遺傳算法的搜索水平，該數(shù)值越大，遺傳算法的搜索能力就越強，通常情況下該數(shù)值的取值范圍為0.7-0.9。在利用遺傳算法對無鉛焊料本構(gòu)模型參數(shù)展開識別的過程中，需要經(jīng)歷以下幾個步驟，第一，確定無鉛焊料本構(gòu)模型參數(shù)中對應(yīng)數(shù)值的正演部分，第二，將遺傳算法與無鉛焊料本構(gòu)模型相互結(jié)合，組成反演部分。正演部分需要對一組參數(shù)展開計算，進而得到相應(yīng)的計算值，可以使用ABAQUS 軟件進行計算，使用ABAQUS 中的開發(fā)接口，編寫無鉛焊料本構(gòu)模型中的子程序，并對模型參數(shù)進行計算。

反演部分指的是遺傳計算的整個過程，將MATLAB 語言作為基礎(chǔ)，對無鉛焊料本構(gòu)模型中的程序展開分析，MATLAB 語言中包含了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)以及科學(xué)等內(nèi)容，在實際應(yīng)用中具有簡單直接的優(yōu)點，能夠提升最終的編程分析效率。

2.2 多種群遺傳算法并行識別方法

多種群遺傳算法指的是將遺傳算法與其他算法相互結(jié)合，將二者的優(yōu)點充分發(fā)揮出來，用來彌補遺傳算法在實際應(yīng)用中的不足。在此過程中需要經(jīng)歷以下流程，第一，確定控制參數(shù)，第二，種群初始化，第三，正演計算，第四，計算適應(yīng)度值，第五，淘汰不適應(yīng)數(shù)據(jù)和移民，第六，組成精英種群，第七，結(jié)束參數(shù)識別，將無鉛焊料本構(gòu)模型中的最優(yōu)參數(shù)保存下來，應(yīng)用在實際模型建立中[2]。

2.3 間接參數(shù)識別方法

參數(shù)識別技術(shù)主要是將實驗中的參數(shù)數(shù)據(jù)，采用建立參數(shù)識別模式的方式，確定參數(shù)在模型中的最優(yōu)值，通常情況下參數(shù)包括位移、荷載量等。參數(shù)識別過程中使用的優(yōu)化方法，直接決定著最終的參數(shù)識別效率以及準(zhǔn)確程度，目前的參數(shù)識別方法主要包括本構(gòu)模型參數(shù)是被以及模型尺寸參數(shù)識別等。由于參數(shù)識別過程較為復(fù)雜，其中涉及的內(nèi)容較多，加上模型中存在一定的誤差，因此要想直接求出參數(shù)值，具有一定難度，面對這種情況，可以采用間接法進行計算。間接法指的是，先賦予待識別參數(shù)一定的初始值，使用正分析計算的方式，確定對應(yīng)的力學(xué)相應(yīng)，并計算數(shù)據(jù)與實際測量數(shù)據(jù)之間的誤差。如果誤差達到一定的要求，則表明參數(shù)通過，如果誤差沒有達到相應(yīng)的要求，則需要對參數(shù)展開調(diào)整，直到最終達到相應(yīng)要求為止。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著人們對無鉛焊料本構(gòu)模型的關(guān)注程度逐漸提升，如何保證無鉛焊料本構(gòu)模型的建設(shè)質(zhì)量，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點內(nèi)容。本文通過研究無鉛焊料本構(gòu)模型的及其參數(shù)識別方法發(fā)現(xiàn)，對其進行研究，能夠大大提升無鉛焊料本構(gòu)模型的建設(shè)效果，同時還能夠保證提升集成線路的制作質(zhì)量。由此可以看出，研究無鉛焊料本構(gòu)模型及其參數(shù)識別，能為今后無鉛焊料本構(gòu)模型的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。