模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种焊锡膏可焊性测试装置，尤其是涉及一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置及测试方法。

背景技术

电子产业之所以能发展迅速，表面贴焊技术(SMT,Surface Mount Technology)的发明具有极大程度的贡献。而回流焊又是表面贴焊技术中最重要的技术之一，

回流焊(Reflow)是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的锡膏，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。回流焊是将元器件焊接到PCB板材上，回流焊是针对表面帖装器件的。回流焊是靠热气流对焊点的作用,胶状的锡膏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流动产生高温达到焊接目的，

回流焊整个工艺流程分为四个区域：预热区、恒温区、回流区、冷却区。在整个回流焊过程中锡膏在不同的温度区域有着不同的表现，不同的锡膏在相同的温度下也有不同的表现，

在电子加工企业如何设定温度曲线成为SMT工程师重要的工作内容，要为各种锡膏设置不同的温度曲线，以保证焊接质量，然而市场上锡膏品种繁杂，厂家众多，各家锡膏的配比各不相同，如何针对不同的锡膏设置合适的温度曲线，通过焊锡的连接以保证各种元器件与PCB之间的电路信号传输，已经成为电子信息产品最为关键的一环，焊锡质量的好坏直接影响到电子产品的品质，

因此，元器件，PCB，锡膏的可焊性及合理的回流焊温度曲线直接影响到产品的质量及寿命，测试这些就要用到可焊性测试仪，目前市场上的可焊性测试仪基本测元器件的，没有单独测锡膏的，就算有也是是在达到回流区温度下才开始测量，不能真实还原被测物在回流焊整个过程的可焊性的变化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置及测试方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置，该装置包括锡炉，所述的锡炉包括用于盛放焊锡膏的锡槽以及用于加热锡槽的加热芯，所述的锡槽内设有温度传感器，所述的锡槽上方吊设有供融化后的焊锡膏吸附的金属吊件，所述的金属吊件用于在可焊性测试时插入所述的锡槽中，所述的金属吊件吊挂在用于获取测试过程中金属吊件润湿力的力度传感器，

该装置还包括：

用于调节金属吊件插入锡槽中深度的升降平台，用于控制锡槽中实时温度随模拟回流温度曲线变化、采集实时润湿力以及控制升降平台的控制器，

所述的锡炉设置在升降平台上，所述的加热芯、温度传感器、力度传感器和升降平台均连接至所述的微控制器。

优选地，所述的力度传感器吊设在设定高度处，所述的金属吊件通过夹具吊挂在力度传感器上。

优选地，所述的金属吊件包括铜片。

优选地，所述的加热芯包括电加热棒。

优选地，所述的升降平台包括电动升降平台。

优选地，该装置还包括用于输入模拟回流温度曲线以及显示润湿力波形的上位机，所述的上位机连接微控制器。

优选地，所述的微控制器包括DSP。

优选地，所述的上位机包括PC机。

一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试方法，该方法基于所述的装置，其可焊性测试步骤为：

S1、将焊锡膏置于锡槽中，金属吊件浸入焊锡膏中一定深度；

S2、控制器控制加热芯加热锡槽，使得锡槽中温度随模拟回流焊温度曲线变化，同时力度传感器实时采用金属吊件的润湿力；

S3、当控制器监测到锡槽中温度到达回流区温度时，升降平台上升，金属吊件浸入焊锡膏中深度增大；

S4、控制器采集实时润湿力形成润湿力波形，完成可焊性测试。

优选地，步骤S2采用反馈控制方式控制锡槽温度：温度传感器实时采集锡槽温度，并与模拟回流焊温度曲线比对，根据两者误差控制加热棒加热功率使得锡槽中温度随模拟回流焊温度曲线变化。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明提供了一种可以真实模拟回流温度曲线的整个过程(包括预热区、吸热区、回流区、冷却区)，真实还原回流炉的温度曲线，从而对焊锡膏进行完整的可焊性测试，通过测试焊锡膏不同温度下可焊性的真实情况，有助于SMT工程师设置合理的温度曲线；

(2)本发明锡炉设置在升降平台上，在测试过程中可以改变金属吊件浸入锡槽中的深度(在回流区将金属吊件浸入深度增大)，实现两段式浸入模式，从而通过二次浸入可有效保证标准铜片与焊锡膏充分接触，保证测试的准确性。

附图说明

图1为本发明一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中测试开始时金属吊件第一次浸入锡炉中的状态示意图；

图3为本发明实施例中测试过程中焊锡膏融化后变成液态时锡珠与助焊剂分离状态下的状态示意图；

图4为本发明实施例中测试过程中二次浸入时金属吊件与锡珠接触状态下的状态示意图。

图中，1为锡炉，11为锡槽，12为加热芯，2为温度传感器，3为金属吊件，4为夹具，5为力度传感器，6为微控制器，7为上位机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置，该装置包括锡炉1，锡炉1包括用于盛放焊锡膏的锡槽11以及用于加热锡槽11的加热芯12，锡槽11内设有温度传感器2，锡槽11上方吊设有供融化后的焊锡膏吸附的金属吊件3，金属吊件3用于在可焊性测试时插入锡槽11中，金属吊件3吊挂在用于获取测试过程中金属吊件3润湿力的力度传感器5，

该装置还包括：

用于调节金属吊件3插入锡槽11中深度的升降平台，用于控制锡槽11中实时温度随模拟回流温度曲线变化、采集实时润湿力以及控制升降平台的控制器，

锡炉1设置在升降平台上，加热芯12、温度传感器2、力度传感器5和升降平台均连接至微控制器6。

力度传感器5吊设在设定高度处，金属吊件3通过夹具4吊挂在力度传感器5上，金属吊件3包括铜片，加热芯12包括电加热棒，升降平台包括电动升降平台。

该装置还包括用于输入模拟回流温度曲线以及显示润湿力波形的上位机7，上位机7连接微控制器6，微控制器6包括DSP，上位机7包括PC机。

一种模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试方法，该方法基于上述模拟回流温度曲线下的焊锡膏可焊性测试装置，其可焊性测试步骤为：

S1、将焊锡膏置于锡槽11中，金属吊件3浸入焊锡膏中一定深度；

S2、控制器控制加热芯12加热锡槽11，使得锡槽11中温度随模拟回流焊温度曲线变化，同时力度传感器5实时采用金属吊件3的润湿力；

S3、当控制器监测到锡槽11中温度到达回流区温度时，升降平台上升，金属吊件3浸入焊锡膏中深度增大；

S4、控制器采集实时润湿力形成润湿力波形，完成可焊性测试。

步骤S2采用反馈控制方式控制锡槽11温度：温度传感器2实时采集锡槽11温度，并与模拟回流焊温度曲线比对，根据两者误差控制加热棒加热功率使得锡槽11中温度随模拟回流焊温度曲线变化。

本发明采用两段式浸入模式，在锡完全融化后再次浸入锡里，保证测试的有效性及真实性。具体工作原理是：

首先在锡槽11加上适量的焊锡膏，然后将金属吊件3用夹具4夹住挂在的力度传感器5上，设定好测试条件后；在PC机上设置模拟回流焊温度曲线，通过信号传输线将信号传输至微控制器6上，在软件上按开始测量键，信号经过处理后将控制加热芯12的工作，对锡槽11进行加热，同时锡炉1按照设定的条件上升，将标准铜片浸入到焊锡膏里。在加热过程中通过温度传感器2将温度实时的反馈给电脑并显示出来，在加热过程中，焊锡膏逐渐由膏状变为液态，达到熔点后，温度传感器2将信息反馈到为控制器，锡炉1再次上升使金属吊件3接触到锡珠，此时金属吊件3开始上锡，力度传感器5捕捉到金属吊件3上力的微小的变化，由PC机通过计算形成润湿力波形在PC机上实时显示出来。

第一次浸入时进入金属吊件3插入焊锡膏中如2所示，经过预热区时锡膏里的助焊剂快速活性化，并在保温区将金属吊件3温度保持稳定，使焊锡膏里的助焊剂充分发挥出去，避免焊接时有气泡产生，在温度达到回流区时焊锡膏开始融化在顶部实现分层，在焊锡膏的顶部会形成一层助焊剂，如图3所示，此时金属吊件3可能未接触到锡珠或部分接触锡珠，就会引起测试不准确或测试失败，通过二次浸入，如图4所示，可有效保证金属吊件3与锡珠充分接触，保证测试的准确性。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。