[发明专利]一种改进的回焊炉炉温优化方法

说明书

本发明公开一种改进的回焊炉炉温优化方法。本发明首先进行炉温曲线模型构建，再进行炉温曲线拟合，然后对炉温曲线超过217℃到峰值温度所覆盖的升温区面积部分进行优化，最后进行炉温曲线峰值温度对称性优化。相较于现有成果，本发明使用的算法的优化效果具有较明显的提高，能够有效降低工业生产的成本，便于控制生产，提高效率。

技术领域

本发明属于炉温曲线优化领域，具体涉及一种改进的回焊炉炉温优化方法。

背景技术

在集成电路板等电子产品生产中，需要将安装有各种电子元件的印刷电路板放置在回焊炉中，通过加热，将电子元件自动焊接到电路板上。回焊炉内部设置若干个小温区及炉前区域和炉后区域，相邻小温区之间存在间隙，每若干个小温区组成一个大温区，从功能上可分成预热区、恒温区、回流区、冷却区等4个大温区。电路板两侧搭在传送带上匀速经过炉前区域进入炉内，依次通过4个大温区进行加热焊接，而后通过炉后区域离开回焊炉。借助温度传感器，可以测得某些位置上焊接区域中心的温度，由此绘成曲线，称为炉温曲线。

在实际生产中，通过对各温区的设置温度和传送带的过炉速度进行调节，可以控制产品的质量。恰到好处的参数设定，能够显著提高产品的质量。因此，对炉温曲线进行科学的优化与控制，对提高生产的效率和质量具有重要意义。

在工业界，要求在焊接过程中，焊接区域中心的温度超过217℃的时间不宜过长或过短，时间不足会使合金层较薄，焊点的强度不够，时间较长则合金层较厚使焊点较脆。炉温峰值温度也不宜过高，否则会对元器件造成损害，同时也会加剧印刷线路板的变形。反之则而无法实现焊接。理想的炉温曲线应使超过217℃到峰值温度所覆盖的面积最小，理想的炉温曲线应该是在回流区和冷却区形成镜像关系，越是靠近这种镜像关系，焊点达到固态的结构越紧密，得到焊接点的质量越高，结合完整性越好。而实际工业生产中是无法做到对炉温进行实时更新的，这就要求设定的温度曲线具有一定的适应能力，再者，目前缺乏对炉温曲线拟合和优化的模型，相关参数的设定也是通过实验测试获得，缺乏机理层面的分析，具有一定的随机性，精确度较差。

故针对现有工业生产上的不足，有进行研究的必要，提出一种拟合炉温曲线并进行优化的方法，以获得最优的炉温曲线。

发明内容

本发明为了克服现有工业生产上的不足，提供一种改进的回焊炉炉温优化方法，通过对回焊炉机理建模，为工业生产提供理论支撑，并采用变范围的蒙特卡洛法对目标参数进行搜索，通过逐步缩小参数搜索域，在保证精度的情况下加快收敛速度，具有较低的计算复杂度。

为了解决现有技术的问题，本发明的技术方案包含以下步骤：

步骤1：炉温曲线模型构建。

步骤2：炉温曲线拟合。

步骤3：对炉温曲线超过217℃到峰值温度所覆盖的升温区面积部分进行优化。

步骤4：炉温曲线峰值温度对称性优化。

本发明的另一个目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述的方法。

本发明的又一个目的是提供一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现上述的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.模型易于实现，精确度高。

(1)本发明基于热传导方程对回焊炉工作流程进行机理建模，构建了炉温曲线模型，并使用逐步最小二乘法，带入已知数据实现对炉温曲线的拟合，从而便于对生产过程的控制；

(2)在优化步骤中，采用差分形式下的梯形公式近似表示待优化的阴影部分面积，用差值之和定量描述了曲线的对称性，有利于精确优化目标。