[发明专利]回焊炉的传送带速度及温度控制方法

说明书

本发明公开了回焊炉的传送带速度及温度控制方法，包括炉温曲线模型的建立及求解等步骤，通过实测的一组焊点处实际温度数值和给定的各温区设定温度及传送带的过炉速度建立炉温曲线模型，由炉温曲线模型体现焊接区域中心的温度变化情况，并可通过炉温曲线模型获知各小温区中点温度或小温区结束区温度，或在保证电路板的炉温曲线符合制程界限的基础上，假设各温区温度的设定值分别为给定值，利用炉温曲线确定允许的最大传送带过炉速度。利用炉温曲线，在满足制程界限的条件下，本发明可通过遗传算法解出最优炉温曲线，并给出各温区的设定温度和传送带的过炉速度，并给出相应的面积或指标值。

技术领域

本发明涉及领域，特别涉及回焊炉的传送带速度及温度控制方法。

背景技术

生产集成电路板等电子产品时，需要通过回焊炉加热的方式，将电子元件焊接到电路板上，回焊炉的各部分温度对于产品的质量至关重要。如今，这方面的许多工作是通过实验测试来控制和调整的。

回焊炉内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。回焊炉内部设置许多小温区，长度为30.5cm，相邻小温区之间有5cm的间隙。它们从功能上可分成4个大温区：预热区、恒温区、回流区、冷却区。电路板两侧搭在传送带上匀速进入炉内进行加热焊接，焊接区域的厚度为0.15mm。各温区边界附近的温度也可能受到相邻温区温度的影响。生产车间的温度保持在25℃。

回流焊工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线是回流焊接工艺中两种最常见的类型的温度曲线。

针对回焊炉温度曲线的控制问题，已有学者作出了不同的研究：

D.C.Whalley等专家使用了oven模型[Molhanec M，Mach P.The ontology basedFMEA of lead free soldering process[C]//33rd International Spring Seminar onElectronics Technology,ISSE 2010.IEEE，2010]，针对电路板上的焊区采取了理想化剖面解决多元问题的思路，oven模型设定点与实际加热器面板温度之间将存在一定程度的误差。在一个区域内，加热器面板温度也可能有一些变化，并且区域之间产生相互作用，这意味着从一个区域到下一个区域的过渡不是瞬时的，区域之间这种过渡的状态变化取决于各种因素，为方便研究，本申请弱化区域间的温度过渡问题，假设温度变化是瞬时的，使得曲线部分区间变化陡峭，但对最终结果影响很小。

同时，上述两篇文章都没有提到锡膏印刷工艺中模版与焊盘的对中偏移量[中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能：怎么办？[M]//建筑节能：怎么办？.中国计划出版社，1997.]以及曼哈顿现象造成的元件受热不均匀[张文典，滕云枫.如何正确设定回流焊炉的温度曲线[J].通信与广播电视，2003(1)：43-50.]，这在回流焊炉工艺中会导致一定的误差且无法通过模型选择来消除，故本申请假设不考虑两者对结果的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：

一、假设各温区设定的温度及传送带的过炉速度分别为给定值，如何根据给定的各温区设定温度及传送带的过炉速度建立炉温曲线模型，以体现焊接区域中心的温度变化情况，利用炉温曲线模型列出小温区3、6、7中点及小温区8结束处焊接区域中心的温度，画出相应的炉温曲线，且将每隔0.5s焊接区域中心的温度存放到提供的result.csv中。

二、在保证电路板的炉温曲线符合制程界限的基础上，假设各温区温度的设定值分别为给定值，利用炉温曲线确定允许的最大传送带过炉速度。