一种回流焊工艺的控制与优化方法、装置、设备和介质

摘要

本发明提供一种回流焊工艺的控制与优化方法、装置、设备和介质，方法包括：S1、接受用户对回流焊的炉温工艺参数的初始限值的设置；S2、在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线；S3、将所述实际炉温曲线与标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对炉温工艺参数进行调整；S4、根据调整后的炉温工艺参数进行产品的回流焊生产，且在生产过程中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，回到步骤S3，直到生产结束。本发明实时监测生产过程中产品在高温炉各个温区的情况，从而能实时判断当前高温炉工艺参数设定是否合理，并能及时进行优化而保证焊接质量。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种回流焊工艺的控制与优化方法、装置、设备和介质。

背景技术

回流焊是靠热气流对焊点的作用，胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接；之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环来回流动产生高温达到焊接目的。如今电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到PCB板上的。

回流焊的高温炉工艺参数设定的好坏时影响焊接质量的关键因素，因此如何优化高温炉工艺参数是回流焊生产企业追求的目标之一。通常SMT(Surface MountTechnology，表面组装技术或表面贴装技术)生产初步设定的高温炉工艺参数时主要考虑的因素为锡膏，因此锡膏厂商往往会提供相应的标准炉温曲线以供参考，如图1所示，为一锡膏厂商提供的某一锡膏的标准炉温曲线。一般而言，锡膏的的影响因素包括下面两个方面：

1、锡膏类型，看锡膏类型为有铅锡膏还是无铅锡膏，焊膏是由合金粉末、糊状助焊剂均匀混和而成的膏体，助焊剂主要由溶剂、松香或合成树脂、活性剂及抗垂流剂四类原物质构成，溶剂决定了焊膏所需的干燥时间，为了增加焊膏的粘度使之具备良好流变性加入了合成树脂或松香，活性剂是用来除去合金所产生的氧化物以清洁板面焊盘，抗垂流剂的加入有助于合金粉末在焊膏中呈现悬浮状态，避免沉降现象。

2、焊膏特性，衡量焊膏品质的因素很多，在实际生产中应重点考虑以下的焊膏特性：

(1)根据电路板表面清洁度的要求决定焊膏的活性与合金含量；

(2)根据锡膏印刷设备及生产环境决定焊膏的粘度、流变性及崩塌特性；

(3)根据工艺要求及元件所能承受的温度决定焊膏的熔点；

(4)根据焊盘的最小脚间距决定焊膏合金粉末的颗粒大小。

但在实际生产过程中发现，除了要考虑锡膏这一因素以外，还需考虑PCB板厚度和材质，以及PCB板上的各种元器件的种类、材质，各种特殊元件的耐受温度等方面因素，比如PCB板的材质厚度不同，耐高温的程度也不同，如果温度过高会导致PCB板弯曲变形，不同的元器件特别是一些特殊元件，在超过耐受温度后容易损坏。因此导致高温炉工艺参数的设置工作变得复杂，很难一步到位，往往需要一边生产一边调整。

目前实际生产中的做法是：生产管理人员根据工艺部门提供的不同产品的高温炉工艺参数设定高温炉各个温区温度，如果工艺部门提供的炉温工艺存在问题，目前只能在下一道检测工序中对炉后AOI进行检测后才能发现，并且在生产过程中无法进行批量的抽样分析判按时当前高温炉工艺参数断继续生产是否回造成较大的产品质量影响。因此若能实时监测生产产品在高温炉的工艺参数情况，从而能实时判断当前高温炉工艺参数设定是否合理，并能及时进行优化而保证焊接质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种回流焊工艺的控制与优化方法、装置、设备和介质，实时监测生产过程中产品在高温炉各个温区的情况，从而能实时判断当前高温炉工艺参数设定是否合理，并能及时进行优化而保证焊接质量。

第一方面，本发明提供了一种回流焊工艺的控制与优化方法，包括下述步骤：

S1、接受用户对回流焊的炉温工艺参数的初始限值的设置，该初始限值是综合考虑锡膏的类型和特性、PCB板厚度和材质以及各元件的耐温特性的因素；

S2、在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线；

S3、将所述实际炉温曲线与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整；

S4、重新接受用户对炉温工艺参数的调整，并根据调整后的炉温工艺参数进行产品的回流焊生产，且在生产过程中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，回到步骤S3，直到生产结束。

第二方面，本发明提供了一种回流焊工艺的控制与优化装置，包括：

配置模块，用于接受用户对回流焊的炉温工艺参数的限值的设定和调整；

监测模块，用于在根据所述炉温工艺参数的限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线；

判断预警模块，用于将所述实际炉温曲线与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整，从而时实保证后续产品的生产质量。并且经过大量的产品生产后，还可根据过程能力指数CPK抽样分析结果来判断，从而能从多个方面考虑是否需要调整炉温工艺参数、保养设备或整改整个工艺设计制程等，避免生产后的产品质量存在较多问题，也能在保证产品质量的前提下降低企业的生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为一锡膏厂商提供的某一锡膏的标准炉温曲线图；

图2为本发明实施例一中方法中的流程图；

图3为本发明一实施例中的实际炉温曲线图；

图3a为本发明测试第一个产品时的测温计分布示意图；

图3b为本发明测试后续待测产品时的测温计分布示意图；

图4为本发明实施例二中装置的结构示意图；

图5为本发明实施例三中电子设备的结构示意图；

图6为本发明实施例四中介质的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种回流焊工艺的控制与优化方法、装置、设备及介质，实时监测生产过程中产品在高温炉各个温区的情况，从而能实时判断当前高温炉工艺参数设定是否合理，并能及时进行优化而保证焊接质量。

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整，从而时实保证后续产品的生产质量。并且经过大量的产品生产后，还可根据过程能力指数CPK抽样分析结果来判断，从而能从多个方面考虑是否需要调整炉温工艺参数、保养设备或整改整个工艺设计制程等，避免生产后的产品质量存在较多问题，也能在保证产品质量的前提下降低企业的生产成本。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种回流焊工艺的控制与优化方法，包括下述步骤：

S1、接受用户对回流焊的炉温工艺参数的初始限值的设置，该初始限值是综合考虑锡膏的类型和特性、PCB板厚度和材质以及各元件的耐温特性的因素；

S2、在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线；如图3所示，为一实施例的实际炉温曲线示意图。

S3、将所述实际炉温曲线与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线(如图1所示)进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整；此时，有关人员可再次综合考虑锡膏的类型和特性、PCB板厚度和材质以及各元件的耐温特性的因素来重新审核并调整炉温工艺参数，或者同时结合当前产品的生产质量进行调整。

比如：高温炉的预热区的初始限值设定是第2个温区的100℃上升到第3个温区的190℃，从实际炉温曲线上与标准炉温曲线进行比较后，得出因上升斜率过大而超过经验容忍值，此时可考虑降低第3个温区的温度到170℃，而将第4个温区调高到190℃。

S4、重新接受用户对炉温工艺参数的调整，并根据调整后的炉温工艺参数进行产品的回流焊生产，且在生产过程中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，回到步骤S3，直到生产结束。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，所述步骤S2中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线的具体过程是：

S21、对第一个产品做检测，以该第一个产品进入焊区的时间为起始时间t

S22、根据时刻t

根据公式P

S23、对待测产品做检测，以该待测产品进入焊区的时间为起始时间t

S24、根据时刻t

这种将在产品上实际测温转化为焊区对应位置的环境测温，从而无需每测一下产品都要在每个通道上固定测温计，这样，大大减少了固定测温计的时间，也减少了因读取大量不同的测温计造成的系统复杂度，大大提升了检测效率。

通常对于焊接的监控而言，时间间隔越小，监控的温度值越多，绘制的炉温曲线就越准确。因此对于一块PCB板而言，通过整个焊区的时间大概为300s，每0.5秒监控一次温度，即所述步骤S1相邻时刻t

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，所述步骤S3中，进行预警的同时，还对存在的问题进行锚定提示，包括：

(1)指出某个温区的温度限值设定错误；

(2)指出温度限值超出PCB板或某个元器件的耐受温度，可能造成损坏；

(3)指出某两个温区之间的上升斜率或下降斜率的大小不合理。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，本方法还包括：

S5、经过大量的产品生产后，根据用户设定的样本数进行抽样计算过程能力指数CPK，过程能力指数CPK是指过程能力满足产品质量标准要求(规格范围等)的程度。也称工序能力指数，是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。它是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量的能力。这里所指的工序，是指操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等五个基本质量因素综合作用的过程，因此，根据过程能力指数CPK可以判断是否需要调整炉温工艺参数：

若CPK≥1.67，说明产品生产质量为A

若1.33≤CPK<1.67，说明产品生产质量为A级，判断结果为维持现状；

若1.0≤CPK<1.33，说明产品生产质量为B级，判断结果为从调整炉温工艺参数或保养设备的至少一方面考虑；

若0.67≤CPK<1.0，说明产品生产质量为C级，判断结果为从调整炉温工艺参数或保养设备这两个方面考虑；

若CPK<0.67，说明产品生产质量为D级，判断结果为调整炉温工艺参数、保养设备或整改整个工艺设计制程这三个方面考虑。

基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。

实施例二

如图4所示，在本实施例中提供了一种回流焊工艺的控制与优化装置，包括：

配置模块，用于接受用户对回流焊的炉温工艺参数的限值的设定和调整；

监测模块，用于在根据所述炉温工艺参数的限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线；

判断预警模块，用于将所述实际炉温曲线与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，所述监测模块实时为每个产品自动生成实际炉温曲线的具体过程是：

S21、对第一个产品做检测，以该第一个产品进入焊区的时间为起始时间t

S22、根据时刻t

根据公式P

S23、对待测产品做检测，以该待测产品进入焊区的时间为起始时间t

S24、根据时刻t

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，所述判断预警模块在进行预警的同时，还对存在的问题进行锚定提示，包括：

(1)指出某个温区的温度限值设定错误；

(2)指出温度限值超出PCB板或某个元器件的耐受温度，可能造成损坏；

(3)指出某两个温区之间的上升斜率或下降斜率的大小不合理。

其中，作为本实施例的一种更优的实现方式或更为具体的实现方式，所述装置还包括：

CPK判断模块，用于经过大量的产品生产后，根据用户设定的样本数进行抽样计算过程能力指数CPK，根据过程能力指数CPK判断是否需要调整炉温工艺参数：

若CPK≥1.67，说明产品生产质量为A

若1.33≤CPK<1.67，说明产品生产质量为A级，判断结果为维持现状；

若1.0≤CPK<1.33，说明产品生产质量为B级，判断结果为从调整炉温工艺参数或保养设备的至少一方面考虑；

若0.67≤CPK<1.0，说明产品生产质量为C级，判断结果为从调整炉温工艺参数或保养设备这两个方面考虑；

若CPK<0.67，说明产品生产质量为D级，判断结果为调整炉温工艺参数、保养设备或整改整个工艺设计制程这三个方面考虑。

由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。

基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。

实施例三

本实施例提供了一种电子设备，如图5所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。

基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。

实施例四

本实施例提供一种计算机可读存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在根据所述初始限值进行产品的回流焊生产中，实时为每个产品自动生成实际炉温曲线，与原锡膏厂商提供的标准炉温曲线进行比较；若二者区别超过经验容忍值，则进行预警，并通知有关人员对回流焊的炉温工艺参数进行调整，从而时实保证后续产品的生产质量。并且经过大量的产品生产后，还可根据过程能力指数CPK抽样分析结果来判断，从而能从多个方面考虑是否需要调整炉温工艺参数、保养设备或整改整个工艺设计制程等，避免生产后的产品质量存在较多问题，也能在保证产品质量的前提下降低企业的生产成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置或系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。