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随着近年来人们对健康和环境问题越来越重视,传统再流焊工艺所用锡铅焊膏中铅的危害性也逐渐为大众所关注。电子产品无铅化已成为一种趋势,而随着电气与电子设备废弃物处理指导法令(WEEE)的生效和限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令(RoHS)的即将生效,无铅再流焊工艺代替传统的有铅再流焊工艺也势在必行。与传统有铅再流焊相比,无铅再流焊的峰值温度要高30~400C,可用的工艺窗口大大地缩小了。在SMT再流焊工艺中,温度曲线是反应工艺窗口的一个非常重要的指标,因此,无铅再流焊焊接温度曲线设置的好坏直接关系到SMT产品组装质量。传统的温度曲线设置方法存在调整时间长,原材料浪费严重等缺点,尤其对于小批量、多品种电子产品的生产。随着计算机技术的迅速发展,利用计算机对无铅再流焊焊接过程进行仿真与预测成为解决上述问题的有效途径之一。 本文在传热学的基础上,以强制热风无铅再流焊焊接工艺为实例,对无铅再流焊工艺和加热机理进行了分析,建立了无铅再流焊焊接过程中表面组装组件温度场数学模型,确定了无铅焊中表面组装组件的微元体温度控制方程和相应的初始条件以及边界条件;利用热分析软件 FLOTHERM,建立了表面组装组件在无铅再流焊过程中的计算机仿真模型,并对该模型进行了仿真分析,获得了无铅再流焊焊接过程中表面组装组件的温度分布云图和温度曲线;利用仿真温度曲线的相关数据,通过正交试验设计,确定了关键工艺参数对温度曲线关键指标(最大升温速率 RS、回流区峰值温度PT、超过焊料熔点温度的时间 TAL)的影响,对指导实际无铅再流焊工艺有一定的借鉴作用。 在对无铅再流焊热仿真技术进行较为深入研究的基础上,设计并初步实现了无铅再流焊仿真与预测系统,该仿真系统对无铅再流焊生产有一定的指导作用。