带X射线成像仪的焊接观察模拟装置和焊接装置制造方法及图纸

带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，包括主控制器、温度检测装置、温度控制装置和X射线成像仪；温度检测装置获取的温度场信息中包括目标电子线路板卡各焊点和各元器件的温度信息；主控制器接收温度控制指令，并依据温度控制指令使温度控制装置调整焊接观察模拟装置内的温度；X射线成像仪获取焊接过程中焊接观察模拟装置内的目标电子线路板卡的内部影像。依据内部影像展示的信息来调整焊接观察模拟装置内的温度场变化曲线，使温度场变化曲线调整到适宜焊接的状态。使试制新电子线路板卡的效率大大提升，特别适用于小批量定制化的电子线路板卡的焊接。线路板卡的焊接。线路板卡的焊接。

【技术实现步骤摘要】
带X射线成像仪的焊接观察模拟装置和焊接装置


[0001]本技术涉及电子线路板卡焊接装备领域，具体涉及一种带X射线成像仪的焊接观察模拟装置及装备有该焊接观察模拟装置的SMT回流焊接装置。

技术介绍

[0002]SMT(表面贴装技术)是广泛应用于微电子与半导体封装的现代工艺技术，线路板经锡膏印刷，表面贴片和热风回流焊接线路板，或者其他烤箱加热使各元器件焊接在线路板的焊盘上。
[0003]现有技术中的SMT回流焊接装置通常主要聚焦于进行各区域温度的控制。由于回流过程中焊盘和各元器件是由热风来加热，其升温过程受到诸如回流焊性能、各元器件大小、焊盘和线路板材质等诸多因素的影响，使得一线工艺工程师只能根据所使用锡膏的温度回流曲线的要求设置回流焊的各上下温区温度，经过多次的试板，经线路板的功能测试等技术手段来确定某型线路板对于某种锡膏的特定温度回流曲线，而对应于各线路板上特定焊点和各元器件在回流过程中的实际温度变化曲线，一直是SMT工艺中“黑箱”，是SMT工业中一线工程师的盲点。尤其是无法高效地面对5G和AI时代的小批量，多品种的线路板SMT工艺。
[0004]因此准确测定线路板上焊点和各元器件在回流过程中温度变化，显得特别重要，申请号为CN2O12748975.9，申请名称为“回流焊机及其测温系统”的专利申请中，提出了一种对回流元件的实际温度的测试方法，但只是简单记录了各元器件在线路板上的温度变化，并没有具有对应工业回流焊接过程的模拟功能。
[0005]本技术针对SMT行业的这一痛点，技术了SMT回流过程的观察模拟装置和SMT回流焊接模拟方法，为我国SMT行业工艺的精确化，高效化提供了创新的方法和工具。本申请中的焊接观察模拟装置，首先提出对SMT回流焊接过程先行模拟，以尝试获取适宜目标电子线路板卡的最佳回流焊接温度曲线；借助各种装备获取目标电子线路板卡的状态信息，并将这些状态信息和温度信息进行综合，输出适宜的回流焊接温度曲线。
[0006]现有技术中，也有些SMT焊接装置设置有一些观察装置如高速摄像装置获取焊接过程中的影像；但是这些影像的质量不足以用于目标电子线路板卡的尺寸变化的监控，尤其是局部的焊点和各元器件的状态变化。
[0007]现有技术中，如高速摄像装置获取焊接过程中的影像，通常是在焊接过程中或焊接完成后，由人工介入观察和分析才能知道焊接过程中电子线路板的状态变化。无法通过这些影像数据进行实时的焊接观察模拟装置内部的温度调控；因此当一个新的电子线路板卡进行焊接时，往往需要反复多次经历焊接观察过程才能获得较为理想的焊接观察模拟装置的温度控制曲线。焊接观察过程在适用新的电子线路板卡焊接的过程时间较长，生产效率较低。对于大批量的电子线路板卡的生产，在批量生产之前进行这样的调整是时间和成本允许的。然而，现有技术的生产效率和成本显然不能满足个性化小批量高质量低成本的定制化电子线路板卡的制造需求。
[0008]现有技术中不仅无法进行焊点外部状态的精细测量，更无法获知焊点内部的变化过程。而在实际应用中，无论是模拟测试焊接板卡还是在焊料性能测试中，都需要了解焊接过程中焊点内部的状态变化过程。

技术实现思路

[0009]本技术要解决的技术问题在于避免上述现有技术方案在无法获取焊接中焊点内部状态的不足，而提出了一种能对焊点和元器件内部进行X射线成像的焊接观察模拟装置，能在焊接过程中，利用X射线成像仪获取焊接过程中目标电子线路板卡内部影像；目标电子线路板卡内部影像包括目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像；为焊接过程监控提供了详实具体的内部状态影响信息。并能对上述信息进行综合分析利用，直接完成焊接温度闭环调整过程，大大提高了电子线路板卡焊接试制和焊接材料测试的生产效率，节省了电子线路板卡试制和焊接材料测试的成本。
[0010]本申请解决上述技术问题的技术方案是一种带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，包括主控制器、温度检测装置、温度控制装置和X射线成像仪；温度检测装置、温度控制装置和X射线成像仪分别与主控制器电信号连接并受控于主控制器；温度检测装置用于获取焊接观察模拟装置内的温度场信息，温度场信息中包括目标电子线路板卡各焊点和各元器件的温度信息；温度控制装置用于控制焊接观察模拟装置内的温度；主控制器接收温度控制指令，并依据温度控制指令,使温度控制装置调整焊接观察模拟装置内的温度；X射线成像仪用于获取焊接过程中目标电子线路板卡内部影像；目标电子线路板卡内部影像包括目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像。
[0011]X射线成像装置能获取目标电子线路板卡各焊点和各元器件内部的影像信息，结合目标电子线路板卡上各焊点和各元器件外部的影像特征，可以非常准确地定位出目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的尺寸变化是内部产生了气泡而发生了变化，还是单纯是外部的尺寸发生了变化。由此也可以用来评估焊接材料在焊接过程中的表现。
[0012]焊接观察模拟装置内设置有可移除的板卡移动平台；目标电子线路板卡被安装在板卡移动平台上之后，目标电子线路板卡能跟随板卡移动平台分别沿互相垂直的两个方向运动；使目标电子线路板卡上的目标焊点进入X射线成像仪的观测区间。
[0013]X射线成像仪，连续或定期获取焊接过程中目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像；主控制器依据目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像，获取目标电子线路板卡各焊点和各元器件内部尺寸变化信息和内部气泡状态变化信息；主控制器根据目标电子线路板卡各焊点和各元器件内部尺寸变化信息和内部气泡状态变化信息，以及焊接观察模拟装置内的温度场信息，进行目标电子线路板卡的内部影像和温度场信息的匹配运算；当目标电子线路板卡的各焊点和各元器件内部尺寸变化和/或内部气泡变化大于设定的变化阈值，主控制器计算获取温度场目标调控温度，并向温度控制装置输出调整温度指令，使温度控制装置调整焊接观察模拟装置内的温度达到温度场目标调控温度。
[0014]X射线成像仪包括X射线发射器和X射线接收器；X射线发射器和X射线接收器相向设置，使目标电子线路板卡位于X射线发射器和X射线接收器之间；X射线发射器发出的X射线能穿透目标电子线路板卡到达X射线接收器。
[0015]所述带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，还包括箱体；主控制器设置在箱体外；
温度检测装置中的温度传感器分布在箱体内，或温度检测装置中的温度传感器设置在箱体的顶部；X射线发射器设置在板卡移动平台的下方，X射线接收器设置在在箱体顶面的底部，X射线发射器发出的X射线依次穿越板卡移动平台和目标电子线路板卡，进入X射线接收器，X射线接收器将获得的X射线反馈信号传送至主控制器，进行计算获取目标电子线路板卡的X射线影像，即目标电子线路板卡的内部影像；在使用X射线成像仪时，目标电子线路板卡可在板卡移动平台上移动，以获得针对单一焊点或单一元器件的内部影像。
[0016]温度场信息结合尺寸变化信息，主控器能实时闭环地进行温度调节，实时的温度调节使尺寸变化管理能及时进行；焊接观察模拟装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，其特征在于，包括主控制器、温度检测装置、温度控制装置和X射线成像仪；温度检测装置、温度控制装置和X射线成像仪分别与主控制器电信号连接并受控于主控制器；温度检测装置用于获取焊接观察模拟装置内的温度场信息，温度场信息中包括目标电子线路板卡各焊点和各元器件的温度信息；温度控制装置用于控制焊接观察模拟装置内的温度；主控制器接收温度控制指令，并依据温度控制指令,使温度控制装置调整焊接观察模拟装置内的温度；X射线成像仪用于获取焊接过程中目标电子线路板卡内部影像；目标电子线路板卡内部影像包括目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像。2.根据权利要求1所述带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，其特征在于，焊接观察模拟装置内设置有可移除的板卡移动平台；目标电子线路板卡被安装在板卡移动平台上之后，目标电子线路板卡能跟随板卡移动平台分别沿互相垂直的两个方向运动；使目标电子线路板卡上的目标焊点进入X射线成像仪的观测区间；X射线成像仪，连续或定期获取焊接过程中目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像；主控制器依据目标电子线路板卡上各焊点和各元器件的内部影像，获取目标电子线路板卡各焊点和各元器件内部尺寸变化信息和内部气泡状态变化信息；主控制器根据目标电子线路板卡各焊点和各元器件内部尺寸变化信息和内部气泡状态变化信息，以及焊接观察模拟装置内的温度场信息，进行目标电子线路板卡的内部影像和温度场信息的匹配运算；当目标电子线路板卡的各焊点和各元器件内部尺寸变化和/或内部气泡变化大于设定的变化阈值，主控制器计算获取温度场目标调控温度，并向温度控制装置输出调整温度指令，使温度控制装置调整焊接观察模拟装置内的温度达到温度场目标调控温度。3.根据权利要求2所述带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，其特征在于，X射线成像仪包括X射线发射器和X射线接收器；X射线发射器和X射线接收器相向设置，使目标电子线路板卡位于X射线发射器和X射线接收器之间；X射线发射器发出的X射线能穿透目标电子线路板卡到达X射线接收器。4.根据权利要求3所述带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，其特征在于，还包括箱体；主控制器设置在箱体外；温度检测装置中的温度传感器分布在箱体内，或温度检测装置中的温度传感器设置在箱体的顶部；X射线发射器设置在板卡移动平台的下方，X射线接收器设置在箱体顶面的底部，X射线发射器发出的X射线依次穿越板卡移动平台和目标电子线路板卡，进入X射线接收器，X射线接收器将获得的X射线反馈信号传送至主控制器，进行计算获取目标电子线路板卡的X射线影像，即目标电子线路板卡的内部影像；在使用X射线成像仪时，目标电子线路板卡可在板卡移动平台上移动，以获得针对单一焊点或单一元器件的内部影像。
5.根据权利要求1所述带X射线成像仪的焊接观察模拟装置，其特征在于，还包括3D视觉测量仪，3D视觉测量仪用于连续或定期获取焊接过程中焊接观察模拟装置内的目标电子线路板卡的3D测量影像，主...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英勇，
申请(专利权)人：深圳市华瑞自动化系统有限公司，
类型：新型
国别省市：