阅读说明：本技术 用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法 (Performance evaluation device building method for reflow soldering equipment ) 是由 陈仕健 孟桢沛 李阳 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法,包括支撑框架、热容量模组、隔热保温装置和数据采集器的搭建。本发明采用独立的热容量模组,独立热容量模组可以测试得出水平方向相同热容量模组的真实热均匀差别值以及纵向不同模组之间的热均衡能力差别值,采用热导率系数不大于热容量模组的热导系数的材料作为支撑框架,具有中等强度、热膨胀系数小、良好的抗腐蚀性的特点,支撑框架和热容量模组之间无直接热传导,通过设计的超低导入系数材料作为中间过渡材料,避免框架和热容量模组之间发生热交换,可实现独立的多样性温度数据采集以及分析,测温模组之间的相互独立热数据采集。(The invention discloses a method for building a performance evaluation device for reflow soldering equipment, which comprises the building of a support frame, a thermal capacity module, a thermal insulation device and a data acquisition unit. The invention adopts the independent thermal capacity module, the independent thermal capacity module can test to obtain the real thermal uniformity difference value of the same thermal capacity module in the horizontal direction and the thermal equilibrium capacity difference value between different longitudinal modules, the material with the thermal conductivity coefficient not larger than that of the thermal capacity module is adopted as the support frame, the invention has the characteristics of medium strength, small thermal expansion coefficient and good corrosion resistance, no direct heat conduction exists between the support frame and the thermal capacity module, the ultra-low introduction coefficient material is adopted as the intermediate transition material, the heat exchange between the frame and the thermal capacity module is avoided, the independent diversified temperature data acquisition and analysis can be realized, and the mutually independent thermal data acquisition between the temperature measurement modules is realized.)

用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法

技术领域

本发明涉及SMT热风回流焊接生产领域，具体来说，涉及用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法。

背景技术

在SMT热风回流焊接生产领域，目前对生产设备回流炉设备的评估缺乏专业的测试，主要体现在测试方法的不严谨性以及测试治具的标定缺乏统一规范，容易造成对设备的测试评估出现偏差。现在行业内采用的性能测试为整张铝板上部署几个测温点或利用PCBA板进行5-30次连续温度测试，计算CPK来作为对回流炉的性能的评估，这种测试存在很大的评估漏洞。

回流炉设备的性能评估目前都是各自回流炉厂家采用铝板测试或者PCBA来进行测试验证，测试的温度数据差作为评判标准。目前没有一个第三方的标准测试载具能兼顾测试对照组的严谨性以及准确的测试载具以及配套多温度点测试的高精度的数据采集仪器。在这种测试载具以及仪器不统一的情形下，所测试得出的数据不能作为对各类不同厂家的回流炉性能的评估，甚至于同一家回流炉设备的不能型号的回流炉之间测试的数据组也不具有严格的参照组对比意义。

针对目前对生产设备回流炉设备的评估缺乏专业的测试，主要体现在测试方法的不严谨性以及测试治具的标定缺乏统一规范，容易造成对设备的测试评估出现偏差，主要体现在以下：

①铝板吸热均匀，在测试中不能体现出各个不同横向点位温度差的真实情况，且部署的测温点不能模拟代表纵向不同吸热元器件。

②选择PCBA存在材料的重复高温测试时，虽然容易对真实产品PCBA的评估，但是PCBA材料本身性质发生改变，对于测试治具的选择来说选择PCBA，材料的可重复性测试是不可行的。

③评估数据分析的单一性，目前采用铝板或者PCBA作为载具部署测温点，这些测温点对于铝板，不具有对不同热容量模组的温度评估；对于PCBA不具有可重复性测试对比组的温度的评估。数据分析也仅限于对温度差的评估测试，没有对改变回流炉设备热风马达转速调整时对测试模组的多样性数据分析。

④测试载具上的测温模组不具有独立性，会随着铝板的大小变化或PCBA产品的大小变化，对温度数据的评估产生不可形成对照组的独立评估。

⑤采用铝板测试，容易造成对测温点测试结果的误报，因为铝板吸热较快，在铝板内部热量传递较快，故会造成测试中，横向不同点位温度温差较小，在实际生产中往往造成生产产品靠近轨道一侧温度实际偏低于两边轨道中心位置温度，而用铝板测试，就会因为铝板传热快而均匀，忽略这种真实的温差关系。故测试中一定要采用独立的测温模组且模组之间相互独立。

⑥采用铝板或PCBA测试中忽略掉了对温度点的热冲击以及强制热传递速率的评估：a.当各测试点温度差较大时，往往改变马达风机的转数来减少测试点温度差，但这种改变方式虽然能够减小温差，但由于加大了回流炉设备的强制对流热风马达转速来加快热传递速率，故容易引起真实生产时，由于温度变化加快加大，造成PCBA或者元器件表面温差过大引起的较大冲击热应力，一次大的热冲击，产生的热应力能超过材料的屈服极限，而导致部件的损坏。b.另外在改变马达风机的转数时，所测得的空气坏境温度不会变化，但是强制对流带来的热传递速率传统的测试是不能测试得出结果，进而在回流炉性能评估中确实对其评估的定量以及对照，不能评估出不同种类回流炉的加热效率以及热补偿效率。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

为了解决以上所存在的问题以及对回流炉性能测试设备的多样性，不统一性，故在设计对回流炉焊接设备的性能评估以及测试设备时，需避免以上所提及的问题，设计一种能对回流炉的性能进行标定，且不会随着载具的宽度变化或多次连续测试而改变的设备来作为对回流炉性能评估以及测试的设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法，包括支撑框架、热容量模组、隔热保温装置和数据采集器的搭建。

进一步的，所述支撑框架采用耐高温合成石或耐高温纤维混合板材或耐高温碳纤板材材料制成，支撑框架包括盖板层和底板层，盖板层用于隔热以及标识各种尺寸名称的作用，可标识载具的长度以及宽度的刻度值以及尺寸大小以及部署的热容量模组的名称，底板层用于隔热以及部署相对应的热电偶线槽以及承载各个测温模组的载体，测温模组为热电偶，其用于监测热容量模组的温度，热电偶安装在集合板上，盖板层和底板层组合成为整个仪器的外部框架，最上部设计的有手提把手(该部分可取消或保留)，中间部分为热容量模组承载镂空部分，设计需遵循边框一致(设计为10mm)，无论横向纵向边框的实际部分均为10mm，镂空面积随着设计载具的宽度变化可以变化，该测试载具设计可设计为不同的宽度，热容量模组框架周边框架需保持一致的吸热量，设计的边框载具宽度为10mm，热容量模组的包裹内部镂空为边为40mm的正方形镂空框架，载具下部分为放置隔热保温装置。

进一步的，所述热容量模组至少3行，第一行为环境温度热容量模组，第二行为大吸热量模组，第三行为小吸热量模组，除开环境温度热容量模组为必须固定的模组，其他行模组为同一种材料，支撑框架热导率系数不大于热容量模组的热导系数，独立的热容量模组在横向设计为同等体积同等材质同等热导系数的相同热容量模组，纵向设计为同等材料同等导热系数不同体积的不同热容量模组，热容量模组与支撑框架之间通过支持竿连接，其中3个支持竿为1mm耐高温具有中等强度、热膨胀系数小、耐腐蚀材料的实心竿，1个为1.2-1.5mm耐高温具有中等强度、热膨胀系数小、耐腐蚀材料的空心竿，空心竿可以穿过热电偶部署到热容量模组的中心点位。

进一步的，所述隔热保温装置具备的功能是将热电偶的集合板以及热电偶的冷端设计，数据采集器进行保温，内部设计有足够的腔体，可将不耐温的数据采集器放入该保温装置。

进一步的，所述数据采集器与隔热保温装置的一端通过合页铰接，数据采集器用于采集各热容量模组的热电偶测得的数据温度，由于保温空间有限，且需要满足多测连续测试拔插，热电偶线不易更换的需求，故在设计时，采用的特有的插件设计，将热电偶的冷端采集数据放在在保温盒内部固定于独立的电路板上，然后再用专用的小巧的插头连接，将20通道以上的测温点数据传输到数据采集器进行数据处理分析。

与现有技术相比，本发明针对现有的6个问题具有以下有益效果：

(1)本发明采用独立的热容量模组，该模块需具备长期耐温450℃以下可多次重复测试本身材质不发生形变，具有中等强度、热膨胀系数小、良好的抗腐蚀性的特点；以及热导率系数不大于热容量模组的热导系数的材料作为支撑框架，独立的热容量模组在横向设计为同等体积同等材质同等热导系数的相同热容量模组，纵向设计为同等材料同等导热系数不同体积的不同热容量模组。这样利用设计的独立热容量模组可以测试得出水平方向相同热容量模组的真实热均匀差别值以及纵向不同模组之间的热均衡能力差别值。

(2)本发明采用热导率系数不大于热容量模组的热导系数的材料作为支撑框架，该支撑框架需满足长期耐温450℃以下可多次重复测试本身材质不发生形变，具有中等强度、热膨胀系数小、良好的抗腐蚀性的特点；支撑框架和热容量模组之间无直接热传导，通过设计的超低导入系数材料作为中间过渡材料，避免框架和热容量模组之间发生热交换。

(3)本发明部署的热容量模组以及支撑框架实现独立的多样性温度数据采集以及分析。

(4)本发明不同的独立的热容量模组来组成横向的温度采集分析，形成独立的具有参考对比意义的热容量模组分析。

(5)本发明采用满足长期耐温450℃以下可多次重复测试本身材质不发生形变，具有中等强度、热膨胀系数小、良好的抗腐蚀性材料作为支撑框架，加入超低导入系数材料作为中间过渡材料，避免框架和热容量模组之间发生热交换。从而满足测温模组之间的相互独立热数据采集。

(6)本发明利用部署的三组不同热容量模组，分别为a.环境温度热容量模组；b.大吸热量模组；c.小吸热量模组；通过a，b的不同模组实现对热冲击的分析，a,b,c的不同模组实现对回流炉的加热效率以及强制对流带来的热传递速率进行评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的用于回流焊接设备的性能评估装置组装结构示意图。

图2是根据本发明实施例的用于回流焊接设备的性能评估装置的支撑框架结构示意图。

图3是根据本发明实施例的用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法的隔热保温装置与数据采集器安装结构示意图。

附图标记：

1、支撑框架；2、热容量模组；3、隔热保温装置；4、数据采集器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述：

请参阅图1-3，根据本发明实施例的用于回流焊接设备的性能评估装置搭建方法,包括支撑框架1、热容量模组2、隔热保温装置3和数据采集器4的搭建。

支撑框架1：支撑框架1采用耐高温合成石或耐高温纤维混合板材或耐高温碳纤板材材料制成，支撑框架1包括盖板层和底板层，盖板层用于隔热以及标识各种尺寸名称的作用，可标识载具的长度以及宽度的刻度值以及尺寸大小以及部署的热容量模组2的名称，底板层用于隔热以及部署相对应的热电偶线槽以及承载各个测温模组的载体，测温模组为热电偶，其用于监测热容量模组2的温度，热电偶安装在集合板上，盖板层和底板层组合成为整个仪器的外部框架，最上部设计的有手提把手(该部分可取消或保留)，中间部分为热容量模组2承载镂空部分，设计需遵循边框一致(设计为10mm)，无论横向纵向边框的实际部分均为10mm，镂空面积随着设计载具的宽度变化可以变化，该测试载具设计可设计为不同的宽度，热容量模组2框架周边框架需保持一致的吸热量，设计的边框载具宽度为10mm，热容量模组2的包裹内部镂空为边为40mm的正方形镂空框架，载具下部分为放置隔热保温装置。

热容量模组2：热容量模组2至少3行，第一行为环境温度热容量模组2，第二行为大吸热量模组，第三行为小吸热量模组，除开环境温度热容量模组2为必须固定的模组，其他行模组为同一种材料，支撑框架1热导率系数不大于热容量模组2的热导系数，独立的热容量模组2在横向设计为同等体积同等材质同等热导系数的相同热容量模组2，纵向设计为同等材料同等导热系数不同体积的不同热容量模组2，热容量模组2与支撑框架1之间通过支持竿连接，其中3个支持竿为1mm耐高温具有中等强度、热膨胀系数小、耐腐蚀材料的实心竿，1个为1.2-1.5mm耐高温具有中等强度、热膨胀系数小、耐腐蚀材料的空心竿，空心竿可以穿过热电偶部署到热容量模组2的中心点位。

隔热保温装置3：隔热保温装置3具备的功能是将热电偶的集合板以及热电偶的冷端设计，数据采集器4进行保温，内部设计有足够的腔体，可将不耐温的数据采集器4放入该保温装置。

数据采集器4：数据采集器4与隔热保温装置的一端通过合页铰接，数据采集器4用于采集各热容量模组2的热电偶测得的数据温度，由于保温空间有限，且需要满足多测连续测试拔插，热电偶线不易更换的需求，故在设计时，采用的特有的插件设计，将热电偶的冷端采集数据放在在保温盒内部固定于独立的电路板上，然后再用专用的小巧的插头连接，将20通道以上的测温点数据传输到数据采集器4进行数据处理分析。

本测试模块可以更据客户所需要生产的产品种类不同，设计出不同宽度的标准测试载具套件，也可根据所需要测试的数据的多少来部署不同数量的热容量模组2的测试套件，但是需完全遵守本发明所提到的材料选取规则以及设计的框架宽度部署。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。