smt热风回流焊接工艺(附件)【字数：10719】
热风回流焊机是表面贴装技术(SMT)中应用较广的表面贴装元器件的焊接设备之一。近年来，SMT技术发生了巨大的变化，相应地给回流焊工艺提出了新的要求采用先进的控制方法，以达到提高温度性能指标的目的。热风回流焊机作为种典型的多输入多输出的被控对象，它同时具有强耦合、非线性、变参数等不利于控制的特性。以往的控制系统大多数采用多套互相独立的PID控制回路，因而无法消除回路问的耦合，难以得到理想的控制效果。为了更精确地掌握热风回流焊机的控温过程，本文根据热风回流焊机机理模型对多变量温控系统解耦控制算法进行研究，重点阐述了两种解耦控制算法，并给出了仿真效果和实现方法。本文首先探讨了国内外解耦研究现状，简要阐述了传统解耦方法和新发展的各种智能解耦方法，并在现有模型的基础上分析系统的耦合特性，然后以八温区回流焊机温控系统为研究对象，对热风回流焊机机理模型进行简化后采用PID对角矩阵解耦控制算法实现其解耦控制。然后以某个温区为受控对象，将各温区间的耦合视为外来干扰，提出了解耦式模糊PID自适应控制方法并对其进行设计和仿真，通过仿真结果得出，解耦式模糊PID自适应控制效果较传统方法有了明显改善，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。
目录
一、 热风回流焊接介绍 1
（一） 热风回流焊的设备结构 1
（二） 热风回流焊接的原理 4
二、 热风回流焊接的故障分析 9
（一） 回流焊的缺陷 9
（二） 回流焊的质量检验 11
三、 回流焊的发展方向 12
（一） 回流焊设备的发展 12
（二） 穿孔回流焊 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
热风回流焊接介绍
热风回流焊的设备结构
总体结构
包括加热部分、冷却部分、气体循环部分、废气排放和PCB传送部分共同构成了整个热风回流焊炉，如下图11所示：
/
图11 热风回流焊炉总体结构示意图
上下两个密封箱体与传送带共同构成了炉体。一些炉体的规格主要结合不同的加热部分以及冷却部分量来决定。现阶段，绝大多数的回流炉的加热部分以及冷却部分分别包括410个和12个区组成，也存在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
部分炉并由搭载加热部分以及冷却部分等情况，从而利用空气作用完成自然降温。对于不同的温度支持针对性的独立设定，通常支持最高275的设定需要。回流焊炉的另一项显著特点在于其是否兼具氮气焊接的功能，或者唯有在空气环境下才能进行焊接。对于用户而言，一般可以结合自我实际情况决定不同的炉体规格自己周围空气环境条件等。
加热区结构
其内部各个加热部分的构造均一致，如下图12所示。在其上下两个加热部分均存在一电机，在电机作用力下相关叶轮实现高速工作，从而得到空气或是氮气吹力。气体在通过加热组件之后，自多孔板释放并抵达PCB板中。一些炉的搭载的电机甚至支持编程控制，支持在1k3k的转速设置；但也有部分的电机转速为固定的。但无论如何，电机转速越高，则相对于产生的风力也就越高，从而推动更为有效的热交换完成。而基于对其内部风压的实施检测就可以跟踪完成对电机工作情况的排查。而因为助焊剂有着明显的挥发性，因此可能进一步集聚在叶轮表面，由此可能大大削弱电机转速，致使温度回流曲线降低，故而需要不定期对叶轮等组件进行排查清理。
/
图12 加热区的结构
温度控制
实际炉内个加热部分的温控均为闭环式的独立的机构。温控组件基于PID原理将温度维持在一恒定值附近。为传感器则基于热偶线等方式对炉内的气流温度进行实时监测，详见下图13所示。
/
图13 每一区的温度控制
如若检测到温度出现明显变化，例温度上升缓慢或是温度明显下降，则需要对有关硬件进行排查，并对存在老化的设备等进行及时更换。如若温度显示组件异常，则大多为热偶线损坏所致。
冷却区结构
PCB板历经回流焊之后，应当立即进行降温处理，从而确保焊接质量。所以，一般在回流焊系统内均会额外的搭载一冷却部分。该冷却部分的主要是由一个水循环的热交换模块为核心构成。冷却风扇将吹至换热器表面，结果冷却处理后的气体随后打至PCB板表面。由此热量被循环着的水流带走，而水则经过冷却处理后再次进行循环系统。基于助焊剂的挥发与凝结特性，由此需要不定期的对叶轮等组件进行摸排与清理，如若长期不加以清理则极有可能大大削弱整个系统的冷却质量，最终可能影响焊接品质。而过热环境下所焊接的板子的可靠性也会进一步被削弱，交换器原图如图14所示。
/
图14 水循环热交换器的说明
对于不同厂商其冷却部分的设计各不相同，但其主要原理基本一致。常见的冷却部分架构主要由双面式与单面式两类如图15、16所示。前者主要指代于传送带的两侧搭载冷却机构；而后者则主要于传送带的一侧搭载冷却机构。详见下图。由图中不难发现，冷却部分主要基于风扇组件以及热交换组件构成。通常情况下，基于单面的冷却方式就能够完成对常规产品等的降温需求。
/
图15 冷却区的双面冷却结构
/
图16 冷却区的单面冷却结构
气体控制
气体的添加与废气的排放是气体管控的两个重要途径。常见的添加气体主要包含氮气以及压缩空气两类。前者大多对密封性要求较高，从而规避炉外气体混入。对于氮气而言，其中氧气的占比尤为重要，直接决定了焊接的品质。基于在气体采样端搭接专业监测设备的方式可以较为准确的得到各个气体成分及其含量。通常，品质较高的炉，其内部的含氧可以控制在50PPM以内[6]。如若无需氮气充填时，则应当在炉中加入压缩空气进行弥补。废气等则应当基于合适的途径排出炉外，从而为炉内建立良好的运行环境。炉子的排气组建可以和全厂的排气系统联通，已达到较好的排气质量。
传送带结构
常见的传送组件主要包括网式传送以及轨道式传送两种。结合产品实际需求应当由客户自行决定。大多数情况下回流炉会同时兼具两种传输方式，从而便于不同用户的使用需要。相关传送组件的运行速率则可以通过程序来实现。因为传递速率会对炉内温度变化产生一定的影响，所有应当尽可能的保持其速率的稳定性。如图17所示，为基于特定传感器来实现的对电机转速的管控。
目录
一、 热风回流焊接介绍 1
（一） 热风回流焊的设备结构 1
（二） 热风回流焊接的原理 4
二、 热风回流焊接的故障分析 9
（一） 回流焊的缺陷 9
（二） 回流焊的质量检验 11
三、 回流焊的发展方向 12
（一） 回流焊设备的发展 12
（二） 穿孔回流焊 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
热风回流焊接介绍
热风回流焊的设备结构
总体结构
包括加热部分、冷却部分、气体循环部分、废气排放和PCB传送部分共同构成了整个热风回流焊炉，如下图11所示：
/
图11 热风回流焊炉总体结构示意图
上下两个密封箱体与传送带共同构成了炉体。一些炉体的规格主要结合不同的加热部分以及冷却部分量来决定。现阶段，绝大多数的回流炉的加热部分以及冷却部分分别包括410个和12个区组成，也存在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
部分炉并由搭载加热部分以及冷却部分等情况，从而利用空气作用完成自然降温。对于不同的温度支持针对性的独立设定，通常支持最高275的设定需要。回流焊炉的另一项显著特点在于其是否兼具氮气焊接的功能，或者唯有在空气环境下才能进行焊接。对于用户而言，一般可以结合自我实际情况决定不同的炉体规格自己周围空气环境条件等。
加热区结构
其内部各个加热部分的构造均一致，如下图12所示。在其上下两个加热部分均存在一电机，在电机作用力下相关叶轮实现高速工作，从而得到空气或是氮气吹力。气体在通过加热组件之后，自多孔板释放并抵达PCB板中。一些炉的搭载的电机甚至支持编程控制，支持在1k3k的转速设置；但也有部分的电机转速为固定的。但无论如何，电机转速越高，则相对于产生的风力也就越高，从而推动更为有效的热交换完成。而基于对其内部风压的实施检测就可以跟踪完成对电机工作情况的排查。而因为助焊剂有着明显的挥发性，因此可能进一步集聚在叶轮表面，由此可能大大削弱电机转速，致使温度回流曲线降低，故而需要不定期对叶轮等组件进行排查清理。
/
图12 加热区的结构
温度控制
实际炉内个加热部分的温控均为闭环式的独立的机构。温控组件基于PID原理将温度维持在一恒定值附近。为传感器则基于热偶线等方式对炉内的气流温度进行实时监测，详见下图13所示。
/
图13 每一区的温度控制
如若检测到温度出现明显变化，例温度上升缓慢或是温度明显下降，则需要对有关硬件进行排查，并对存在老化的设备等进行及时更换。如若温度显示组件异常，则大多为热偶线损坏所致。
冷却区结构
PCB板历经回流焊之后，应当立即进行降温处理，从而确保焊接质量。所以，一般在回流焊系统内均会额外的搭载一冷却部分。该冷却部分的主要是由一个水循环的热交换模块为核心构成。冷却风扇将吹至换热器表面，结果冷却处理后的气体随后打至PCB板表面。由此热量被循环着的水流带走，而水则经过冷却处理后再次进行循环系统。基于助焊剂的挥发与凝结特性，由此需要不定期的对叶轮等组件进行摸排与清理，如若长期不加以清理则极有可能大大削弱整个系统的冷却质量，最终可能影响焊接品质。而过热环境下所焊接的板子的可靠性也会进一步被削弱，交换器原图如图14所示。
/
图14 水循环热交换器的说明
对于不同厂商其冷却部分的设计各不相同，但其主要原理基本一致。常见的冷却部分架构主要由双面式与单面式两类如图15、16所示。前者主要指代于传送带的两侧搭载冷却机构；而后者则主要于传送带的一侧搭载冷却机构。详见下图。由图中不难发现，冷却部分主要基于风扇组件以及热交换组件构成。通常情况下，基于单面的冷却方式就能够完成对常规产品等的降温需求。
/
图15 冷却区的双面冷却结构
/
图16 冷却区的单面冷却结构
气体控制
气体的添加与废气的排放是气体管控的两个重要途径。常见的添加气体主要包含氮气以及压缩空气两类。前者大多对密封性要求较高，从而规避炉外气体混入。对于氮气而言，其中氧气的占比尤为重要，直接决定了焊接的品质。基于在气体采样端搭接专业监测设备的方式可以较为准确的得到各个气体成分及其含量。通常，品质较高的炉，其内部的含氧可以控制在50PPM以内[6]。如若无需氮气充填时，则应当在炉中加入压缩空气进行弥补。废气等则应当基于合适的途径排出炉外，从而为炉内建立良好的运行环境。炉子的排气组建可以和全厂的排气系统联通，已达到较好的排气质量。
传送带结构
常见的传送组件主要包括网式传送以及轨道式传送两种。结合产品实际需求应当由客户自行决定。大多数情况下回流炉会同时兼具两种传输方式，从而便于不同用户的使用需要。相关传送组件的运行速率则可以通过程序来实现。因为传递速率会对炉内温度变化产生一定的影响，所有应当尽可能的保持其速率的稳定性。如图17所示，为基于特定传感器来实现的对电机转速的管控。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/1326.html
