一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法。该磁应热焊控制装置包括热焊控制模块、磁场应力检测模块、磁应无触点控制模块、主控模块、风枪控制模块和电源管理模块；磁场应力检测模块、磁应无触点控制模块、主控模块和风枪控制模块依次连接；热焊控制模块连接主控模块。本发明根据待焊产品的物料设置热焊时间，待焊产品放入治具中固定后磁场应力检测模块检测磁场强度并传输至磁应无触点控制模块、判断磁场强度大于预设强度时输出驱动信号至主控模块执行热焊时间；热焊时间到达时输出低电平至风枪控制模块控制其提示灯点亮，并输出控制信号使焊机停止工作；有效控制热焊时间的始止，保护焊盘和待焊产品、还保证焊接质量。

说明书

技术领域

本发明涉及电子焊接技术领域，特别涉及一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法。 

背景技术

目前各类电子产品在制造、维修或硬件升级过程中常使用焊机对电子器件进行焊接或拆卸。在焊接的过程中一般根据个人经验或观察焊接时的物理反应变化来决定焊接的时间，由于热焊的温度一般较高，如果对热焊时间的控制不适当会出现：焊盘不够热不能使焊锡粘固引起虚焊；温度过热损坏部分焊盘而影响器件的连接性，对烧毁的焊盘的补救措施又比较复杂；严重时可能引起火灾；所以对热焊时间的控制是十分必要的。 

但是，由于当前的焊接技术中配套设置的治具结构较小且焊接时的温度较高，不方便安装监控温度之类的传感器或机械开关来控制、提醒焊接焊接多长时间较佳，焊接工人也就很难掌握热焊时间的长短。因此，现有的焊接技术对热焊时间的可控性较低，会导致电子元件虚焊或焊盘毁坏，不能确保焊接的效果，造成物料的耗损。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法，能根据待焊产品的物料设置相应的热焊时间，有助于掌握焊接时间的长短。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其包括：

用于设置热焊时间的热焊控制模块；

用于检测磁场强度并传输的磁场应力检测模块；

用于判断磁场强度的大小、在磁场强度大于预设强度时输出驱动信号的磁应无触点控制模块；

用于根据接收的驱动信号执行热焊时间、开启焊接模式，判断热焊时间是否到达并输出相应的高低电平至风枪控制模块的主控模块；

用于根据输入的高低电平控制提示灯的灭亮，并输出相应控制信号控制焊机启闭的风枪控制模块；

用于提供电源并显示磁应热焊控制装置的工作状态的电源管理模块；

所述磁场应力检测模块、磁应无触点控制模块、主控模块和风枪控制模块依次连接；所述磁场应力检测模块、主控模块和风枪控制模块分别连接电源管理模块；所述热焊控制模块连接主控模块。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述电源管理模块包括插座、LED指示灯和第一电阻；所述插座的VDD端连接电源管理模块的供电端、还通过第一电阻连接LED指示灯的正极；插座的GND端接地、还连接LED指示灯的负极。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述磁场应力检测模块包括二极管和霍尔检测芯片，所述霍尔检测芯片的型号为MRSS32W；所述二极管的正极连接电源管理模块的供电端，二极管的负极连接霍尔检测芯片的VCC端和磁应无触点控制模块的第1端；霍尔检测芯片的OUT端连接磁应无触点控制模块的第2端和主控模块的第3端。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述磁应无触点控制模块包括第一电容、第二电容和第二电阻；所述第一电容的一端连接霍尔检测芯片的VCC端和二极管的负极；第二电容的一端连接第二电阻的一端、霍尔检测芯片的OUT端和主控模块的第3端；第一电容的另一端、第二电容的另一端、第二电阻的另一端均接地。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述主控模块包括信号处理控制芯片、第一晶振、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第三电阻，所述信号处理控制芯片的型号为STC11F08；所述信号处理控制芯片的RST端通过第六电容连接电源管理模块的供电端，还通过第三电阻接地；所述第三电容的一端、第四电容的一端、第五电容的一端均接地；第三电容的另一端连接第一晶振的一端和信号处理控制芯片的X1端；第四电容的另一端连接第一晶振的另一端和信号处理控制芯片的X2端；第五电容的另一端连接电源管理模块的供电端和信号处理控制芯片的VCC端；信号处理控制芯片的P3.3端连接磁场应力检测模块的OUT端和第二电容的一端；信号处理控制芯片的P3.4端连接风枪控制模块的第2端；信号处理控制芯片的P3.0端、P1.7端、P1.6端、P1.5端、P1.2端、P1.1端、P1.0端、P3.7端分别连接热焊控制模块的第1端、第2端、第3端、第4端、第5端、第6端、第7端、第8端。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述风枪控制模块包括第一三极管、提示灯、第四电阻和第五电阻；所述第一三极管的基极连接信号处理控制芯片的P3.4端、还通过第四电阻连接电源管理模块的供电端；第一三极管的集电极连接提示灯的负极，第一三极管的发射极接地；提示灯的正极通过第五电阻连接电源管理模块的供电端。

所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置，其中，所述热焊控制模块包括拨码开关；所述拨码开关的第1脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚均接地；拨码开关的第9脚、第10脚、第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚、第16脚分别连接信号处理控制芯片的P3.0端、P1.7端、P1.6端、P1.5端、P1.2端、P1.1端、P1.0端、P3.7端。

一种用于控制热焊时间的系统，用于在焊接时能提示热焊时间，其包括：用于放置待焊产品的治具，用于焊接待焊产品的焊机，以及权利要求1-7任意一项所述的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置；所述磁应热焊控制装置设置在治具中，所述治具包括永磁铁。 

一种采用所述系统的用于控制热焊时间的方法，其包括：

A、接入电源，LED指示灯点亮显示磁应热焊控制装置处于工作状态，根据待焊产品的物料通过热焊控制模块设置热焊时间，将待焊产品放入治具中固定；

B、启动磁场应力检测模块检测磁场强度并传输至磁应无触点控制模块中，磁应无触点控制模块判断磁场强度的大小：当磁场强度大于预设强度时，磁应无触点控制模块输出驱动信号至主控模块；当磁场强度小于预设强度时，磁应无触点控制模块继续判断磁场强度的大小；

C、主控模块根据接收的驱动信号开启焊接模式、执行热焊时间，判断热焊时间是否到达：如果热焊时间到达，则输出低电平至风枪控制模块，执行步骤D；否则，保持高电平输出，继续判断热焊时间是否到达；

D、风枪控制模块根据输入的高低电平控制提示灯的灭亮，并输出相应控制信号控制焊机启闭 。

相较于现有技术，本发明提供的一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法，根据待焊产品的物料通过热焊控制模块设置热焊时间，将待焊产品放入治具中固定后磁场应力检测模块检测磁场强度并传输至磁应无触点控制模块中；当磁应无触点控制模块判断磁场强度大于预设强度时，其输出驱动信号至主控模块执行热焊时间开始焊接；当热焊时间到达时输出低电平至风枪控制模块控制其提示灯点亮，并输出控制信号使焊机停止工作；不仅兼容各种待焊产品，还有效控制热焊时间的开始和停止，在保护焊盘和待焊产品的同时还提高了焊接的质量。

附图说明

图1为本发明用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置较佳实施例的结构框图。

图2为本发明用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置的电路图。

图3为本发明用于控制热焊时间的方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置、系统及方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的用于控制热焊时间的系统，包括用于放置待焊产品的治具、用于焊接待焊产品的焊机以及本发明提供的用于控制热焊时间的磁应热焊控制装置。在本实施例中，所述磁应热焊控制装置设置在治具中，该治具上设置有永磁铁；当治具的压板压合以固定待焊产品时，永磁铁闭合产生一定大小的磁场应力，通过磁应热焊控制装置来检测磁场强度，磁应无触点控制模块根据磁场强度的大小来驱动主控模块，使其执行预先设置的热焊时间来控制焊接的时间长短，当到达热焊时间则点亮提示灯，同时输出低电平控制焊机停止工作。采用所述磁应热焊控制装置将提高电子类产品、芯片的拆/焊工艺效率，减少因焊接时间把握不当导致的不必要物料浪费，给现有的焊接技术带来了可控的目视化管理。下面以焊机为热风枪为例来具体阐述本发明。

请同时参阅图1和图2，所述磁应热焊控制装置包括电源管理模块100、磁场应力检测模块110、磁应无触点控制模块120、主控模块130、风枪控制模块140和热焊控制模块150。所述磁场应力检测模块110、磁应无触点控制模块120、主控模块130和风枪控制模块140依次连接；所述磁场应力检测模块110、主控模块130和风枪控制模块140分别连接电源管理模块100；所述热焊控制模块150连接主控模块130，如图2所示，上述的各个模块与模块之间的连接关系为：电源管理模块100的供电端VCC连接磁场应力检测模块110的第1端、主控模块130的第1端和风枪控制模块140的第1端；磁场应力检测模块110的第3端连接磁应无触点控制模块120的第1端，磁场应力检测模块110的第2端连接磁应无触点控制模块120的第2端和主控模块130的第3端；主控模块130的第2端连接风枪控制模块140的第2端，主控模块130的第4端、第5端、第6端、第7端、第8端、第9端、第10端、第11端分别连接热焊控制模块150的第1端、第2端、第3端、第4端、第5端、第6端、第7端、第8端。

其中，所述电源管理模块100用于提供电源并显示磁应热焊控制装置的工作状态，其包括插座J1、LED指示灯D1和第一电阻R1；所述插座J1的VDD端连接电源管理模块100的供电端VCC、还通过第一电阻R1连接LED指示灯D1的正极；插座J1的GND端接地、还连接LED指示灯D1的负极。当插座J1接通直流电源（DC5V）后，从电源管理模块100的供电端VCC输出工作电压对磁应热焊控制装置中的其他模块供电；同时LED指示灯D1被点亮，表示本磁应热焊控制装置处于工作状态。当拔出插座J1时，LED指示灯D1灭，磁应热焊控制装置停止工作。

所述磁场应力检测模块110用于检测磁场强度并传输至磁应无触点控制模块120中，其包括二极管D2和霍尔检测芯片U1，所述霍尔检测芯片U1的型号为MRSS32W；所述二极管D2的正极连接电源管理模块100的供电端VCC，二极管D2的负极连接霍尔检测芯片U1的VCC端和磁应无触点控制模块120的第1端；霍尔检测芯片U1的OUT端连接磁应无触点控制模块120的第2端和主控模块130的第3端。当待焊产品放入治具中通过压板压合固定时，磁场应力检测模块110中的霍尔检测芯片U1会自动启动其检测功能，将检测到的磁场强度传输至磁应无触点控制模块120中。安装本磁应热焊控制装置时可将磁场应力检测模块110放置在治具的永磁铁附近，便于检测治具或待焊产品周围的磁场强度，使热焊时间更准确。

所述磁应无触点控制模块120用于 判断磁场强度的大小、在磁场强度大于预设强度时输出驱动信号，其包括第一电容C1、第二电容C2和第二电阻R2；所述第一电容C1的一端连接霍尔检测芯片U1的VCC端和二极管D2的负极；第二电容C2的一端连接第二电阻R2的一端、霍尔检测芯片U1的OUT端和主控模块130的第3端；第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第二电阻R2的另一端均接地。

在本实施例中，霍尔检测芯片U1将检测到的磁场强度传输至磁应无触点控制模块120，当磁场强度达到可以驱动第一电容C1、第二电容C2和第二电阻R2组合的电路进行无触点式拉低电平时，磁应无触点控制模块120输出驱动信号。此时主控模块130的第3端接收到无触点式开关量变化、即驱动信号，开启焊接模式，并开始执行预先设定的热焊时间，产品开始热焊，主控模块130记录产品当前焊接的时间，并判断热焊时间是否到达、即已焊接的时间是否与热焊时间一致：如果热焊时间到达，则输出低电平至风枪控制模块；否则，保持高电平输出，继续判断热焊时间是否到达。所述主控模块130包括信号处理控制芯片U2、第一晶振X1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6和第三电阻R3，所述信号处理控制芯片U2的型号为STC11F08；所述信号处理控制芯片U2的RST端通过第六电容C6连接电源管理模块的供电端，还通过第三电阻R3接地；所述第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端均接地；第三电容C3的另一端（即XTAL1端）连接第一晶振X1的一端和信号处理控制芯片U2的X1端；第四电容C4的另一端（即XTAL2端）连接第一晶振X1的另一端和信号处理控制芯片U2的X2端；第五电容C5的另一端连接电源管理模块的供电端和信号处理控制芯片U2的VCC端；信号处理控制芯片U2的P3.3端连接磁场应力检测模块的OUT端和第二电容的一端；信号处理控制芯片U2的P3.4端连接风枪控制模块的第2端；信号处理控制芯片U2的P3.0端、P1.7端、P1.6端、P1.5端、P1.2端、P1.1端、P1.0端、P3.7端分别连接热焊控制模块150的第1端、第2端、第3端、第4端、第5端、第6端、第7端、第8端。其中，第五电容C5和第三电阻R3组成信号处理控制芯片U2的外部复位电路。第三电容C3、第四电容C4和第一晶振X1组成起振电路。

所述风枪控制模块140用于根据输入的高低电平控制提示灯的灭亮，并输出相应控制信号控制焊机启闭，其包括第一三极管Q1、提示灯D3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述第一三极管Q1的基极连接信号处理控制芯片U2的P3.4端、还通过第四电阻R4连接电源管理模块100的供电端VCC；第一三极管Q1的集电极连接提示灯D3的负极，第一三极管Q1的发射极接地；提示灯D3的正极通过第五电阻R5连接电源管理模块100的供电端VCC。所述第一三极管Q1为PNP三极管。当热焊时间到达时，主控模块130输出的低电平使第一三极管Q1导通，提示灯D3被点亮，焊接人员将停止热焊；在焊接的过程中即热焊时间未到达时，主控模块130保持输出高电平使第一三极管Q1截止，提示灯D3保持不亮，可继续焊接。进一步地，风枪控制模块140的第3端、即第一三极管Q1的集电极还输出控制信号CONTROL，用于控制焊机的启闭。第一三极管Q1导通时控制信号CONTROL为低电平，焊机停止工作；第一三极管Q1截止时，控制信号CONTROL不影响焊机当前的工作状态。

主控模块130执行的热焊时间是由热焊控制模块150根据待焊产品的物料、属性来设置的。所述热焊控制模块150包括拨码开关J2。拨码开关J2的第1脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚为热焊时间的设置脚，低电平有效；将第1~8脚任意组合可设置多个热焊时间。在本实施例中，所述拨码开关J2的第1脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚均接地；拨码开关J2的第9脚、第10脚、第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚、第16脚分别连接信号处理控制芯片U2的P3.0端、P1.7端、P1.6端、P1.5端、P1.2端、P1.1端、P1.0端、P3.7端。热焊时间可以通过拨码开关J2组合设定任意时间，例如，BGA（Ball Grid Array，球栅阵列结构的PCB）的最佳热焊时间应小于2分钟，热焊时间设置为小于2分钟的档位；再比如QFP（Plastic Quad Flat Package，方型扁平式封装技术）封装的芯片热焊时间应小于1.5分钟，热焊时间设置为小于1.5分钟的档位。所述热焊控制模块150也可以采用多档位的旋扭电位器。

基于上述用于控制热焊时间的系统，本发明对应提供一种采用该系统的用于控制热焊时间的方法，请参阅图3，其步骤包括：

S100、接入电源，LED指示灯点亮显示磁应热焊控制装置处于工作状态，根据待焊产品的物料通过热焊控制模块设置热焊时间，将待焊产品放入治具中固定。

将电源管理模块中的插座接通直流电源（5V）后，该电源管理模块中的LED指示灯点亮，则磁应热焊控制装置处于工作状态。此时可通过热焊控制模块中的拨码开关调节热焊时间，热焊时间的长短由放入治具上的待焊或待卸产品的物料决定。将压板压合固定待焊产品后，治具上的永磁铁闭合产生磁场应力。将热风枪从支架上取出，热风枪的操作手柄脱离支架后触发支架上的感应装置，热风枪进入工作状态。此时可在热风枪的控制仪器上调节其温度和风力。

S200、启动磁场应力检测模块检测磁场强度并传输至磁应无触点控制模块中，磁应无触点控制模块判断磁场强度的大小：当磁场强度大于预设强度时，磁应无触点控制模块输出驱动信号至主控模块；当磁场强度小于预设强度时，磁应无触点控制模块继续判断磁场强度的大小。

永磁铁产生磁场应力时使磁场应力检测模块自动启动开始检测磁场强度并传输。所述预设强度由第一电容C1、第二电容C2的容值和第二电阻R2的阻值决定。磁场强度大于预设强度表示磁场强度达到足于驱动由第一电容C1、第二电容C2和第二电阻R2组成的电路，输出的驱动信号至主控模块。基于现有技术手段不利于直接检测温度和安装传感器，本发明采用检测磁场强度的方式间接监控焊接的时间长短，不仅实现方式简单，而且操作方便成本低，检测的准确度也较高。

S300、主控模块根据接收的驱动信号开启焊接模式、执行热焊时间，判断热焊时间是否到达：如果热焊时间到达，则输出低电平至风枪控制模块，执行步骤S400；否则，保持高电平输出，继续判断热焊时间是否到达。

在焊接人员焊接时，主控模块执行热焊控制模块预先设置好的热焊时间，即将焊接时间的长短控制为热焊时间的长短。主控模块记录当前的实际焊接的时间，与热焊时间比较，当已焊时间等于热焊时间，就输出低电平；已焊时间还未到热焊时间，继续判断热焊时间是否到达，同时则焊接人员可继续焊接。

S400、风枪控制模块根据输入的高低电平控制提示灯的灭亮，并输出相应控制信号控制焊机启闭。

当热焊时间到达，风枪控制模块接收到的是低电平，第一三极管导通使提示灯点亮，提醒焊接人员当前的焊接操作可结束；同时还输出低电平的控制信号使焊机停止工作；当热焊时间未到达时，风枪控制模块接收到的高电平使第一三极管截止，提示灯保持原来不亮的状态，此时的控制信号不影响焊机当前的工作状态。这样焊接人员可针对不同的电子产品设置较佳的热焊时间，提高了热焊技术的水平及效率，保证了焊接的质量，避免焊接人员凭个人经验热焊时对PCB板元器件、焊盘或PCB板上线路的损坏，解决了生产维修时电子产品因热焊失误造成的物料损失。

可以理解的是，对本领域普通焊接人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。