随着电子产品向高密度，微型化的方向发展，产品设计及制造工艺也呈现出高复杂度和多样化，这对保证产品质量及可靠性提出了挑战。越来越多的客户对产品的可靠性特别关注。为提高客户的满意度、增加产品的竞争力，如何提高产品可靠性与生产效率成为目前生产企业关注的核心问题。国际上焊料无铅化的要求同样增加了电子产品制造工艺的难度。表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)是目前电子产品的主要生产方式。作为SMT的关键步骤，回流焊工艺决定着产品的最终质量及可靠性，因此对回流焊工艺及产品质量控制的研究具有较强的工程实用价值。本文以SMT中回流焊工艺及印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)及印制电路板组件(Printed Circuit BoardAssemblies，PCBA)为研究对象，对SMT中回流焊工艺参数预测及控制、产品质量评价与工艺可靠性分析等问题进行研究。主要研究内容如下：　　(1)提出了一种基于改进的神经网络与遗传算法的回流焊工艺参数离线设置方法。首先应用神经网络模拟回流焊工艺的设置参数与温度曲线特征值间非线性映射关系，建立了回流焊温度曲线特征值预测模型，进而应用遗传算法反求在质量要求范围内的最佳工艺参数设置。针对传统算法的不足进行了改进，提高了算法的求解速度与精度。所建立的参数设置方法，可以替代传统的试误法进行回流焊温度曲线预测。该方法适用于同类型电子产品的回流焊工艺参数设置，具有一定的普遍适用性，节省了实验室试验步骤，有效地提高了生产效率，节约生产成本。引入可靠性理论对温度曲线特征值进行分析，定义特征值评价指标，利用Weibull分布拟合评价指标的可靠度计算公式，为在工艺参数设置阶段的产品可靠性分析提供理论依据。　　(2)考虑到回流焊工艺设置参数与温度曲线特征值非线性映射的复杂性，基于正交试验设计对不同水平设置参数下的特征值进行计算，得到了各设置参数对特征值的影响程度。综合考虑各特征值的影响因素，研究表明，传输带速与第7、第8温区温度对PCBA影响程度最大，需要重点监测。对于实际生产中，出现各别特征值不满足质量特性要求的现象，给出了考虑相互影响条件下工艺设置参数调整顺序的解决方案。　　(3)基于传热学与有限元理论对PCBA加热的物理过程进行仿真分析。以红外热风加热方式为例，推导了PCBA在回流焊工艺中的传热数学模型;通过有限元理论，应用ANSYS软件建立PCBA三维有限元模型，并对回流焊工艺进行动态模拟，研究在加工过程中PCBA在各温区内的瞬态温度场及各温区温度对焊膏温度的影响，获得了焊膏在回流焊工艺中的温度曲线，并验证了神经网络与遗传算法预测的回流焊工艺设置参数的正确性;基于VC++和ANSYS开发了回流焊温度场分析软件系统，为回流焊工艺参数设置在实际生产中的应用提供便利。　　(4)对回流焊工艺中产生的PCBA翘曲现象进行了失效分析及可靠性灵敏度研究。采用有限元热—结构耦合方法模拟了PCBA在回流焊工艺中位移场变化，得到其完成回流焊工艺时的翘曲量。研究表明，PCBA中不同材料的热膨胀系数不同是导致翘曲的主要原因，同时发现PCB厚度与传输带速度的均匀性都是影响翘曲量的主要因素。对上述影响翘曲量的主要随机因素进行研究，提出了PCBA不发生翘曲失效的可靠性灵敏度分析方法。基于响应面法建立PCBA翘曲量的极限状态函数，计算了PCBA不发生翘曲失效的可靠度并推导了各随机参数的可靠性灵敏度计算公式。　　(5)研究塑料焊球阵列封装(Plastic Ball Grid Array Package，PBGA)焊点在回流焊工艺中所产生的热应力/应变对焊点质量的影响。建立PBGA三维有限元模型，分析焊点热应力/应变的分布规律，确定最大应力/应变位置，预测结构失效危险点。提出了基于响应面—蒙特卡洛法的PBGA焊点热应力概率敏感性分析方法，利用响应面法求解焊点热应力的极限状态函数，并利用蒙特卡洛方法获取可靠性敏感度，分析回流焊工艺中各随机参数对焊点可靠性敏感度定量化的影响程度。　　(6)提出一种基于改进自动控制策略的回流焊在线过程控制与优化方法。以田口质量损失函数定义温度曲线特征值控制目标函数，对于连续生产过程中传输带速的进行实时监测，当目标函数超出给定范围时，启动调整策略重新设置回流焊工艺参数，以弥补带速波动对温度曲线产生的偏差。相对于传统自动控制策略，改进的优化方案大幅度减少调整次数，提高生产效率，降低了生产成本。利用田口过程能力指数对过程监测与优化效能进行评价。由过程能力指数的计算可以看出，当采用改进的控制策略时，系统的过程能力也相应地得到提高。