基于区域中心温度场预测的回流焊接优化仿真

摘要

实现集成电子产品回流焊接前,对回焊炉焊接区域中心温控曲线仿真,有助于选择适当的回焊工艺参数,提高回流焊接工艺整体效率及产品质量。根据热传导规律以及比热容公式,得到焊接区域中心温度曲线关于炉内温度分布函数在传送带位移上的一阶常微分方程,对于温差较小的间隙,使用Sigmoid函数,得到平滑的区间温度过渡曲线;对于温差较大的间隙,利用指数函数和一次函数进行线性组合,迫近实际凹函数,从而得到完整的炉内温度分布函数。通过求解常微分方程得到焊接参数,并通过计算预测温度场与真实温度分布数间的均方误差优化模型参数,得到一组符合制程界限的最优工艺参数。同时,根据上述建立的基于区域中心温度场预测方法,针对特定工业生产场景下的实际需求设计了一套回流焊接优化策略:给定温度参数下速度区间预测策略,锡膏融化回流面积最小参数区间预测策略,锡膏融化回流面积左右最对称参数区间预测。仿真结果表明采用以上方法得到的温度场预测结果与实际传感器数据高度吻合,具有极强的相关性。上述方法可以很好的帮助选择适当的工艺参数,优化生产过程,减少设备调试实践,优化生产产品焊点质量。