锥形结构孔的形成方法技术

本发明专利技术提供一种能够提高加热效率的锥形结构孔的形成方法，其特征在于，包括：Ａ、确定最佳焊点熔化温度Ｔｊｂ范围；Ｂ、确定出符合最佳焊点熔化温度Ｔｊｂ范围的入口温度Ｔｒｂ；Ｃ、根据不同入口速度对应的不同焊点温度的曲线确定入口速度Ｖｒｂ；Ｄ、计算出单孔初定入口上底直径ｄｒ范围；Ｅ、优化计算单孔的入口综合因素，所述综合因素包括最佳入口高度ｈｂ、最佳入口上底直径ｄｒｂ以及最佳入口角度αｒｂ的确定；Ｆ、确定孔之间的间距Ｌｂ。本发明专利技术结合数值模拟优点，在大范围的可选参数范围内可代替实验过程，以高效和低成本得到需解决问题的优化参数组合，从而能够以确定的方法形成一种加热效率高的结构尺寸较佳的锥形结构孔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，所述锥形结构孔可用于线路板元器件回 流焊接设备中的热风出口部分，或用于线路板元器件拆解设备中的热风加热出口部分，或 用于其他通过流体喷射进行热交换的装置等。
技术介绍
就线路板而言，涉及到了例如线路板元器件回流焊焊接过程和线路板元器件拆解 过程。1.回流焊接过程据中国环氧树脂行业协会统计，2003年中国成为世界第二大印刷电路板(PCB)生 产国，2006年中国成功取代日本，成为全球第一大环氧树脂PCB生产国。2008年全球PCB 产值达到460亿美元，中国约占全球总产值的28%，而产量则超过了 50%。PCB之后的生产工序是元器件表面贴装(SMT)、回流焊、波峰焊、检测、出厂。其中， 在回流焊接过程中，首先用加热丝加热空气，再让空气穿过一系列孔之后把热量传递给PCB 表面贴装的元器件，熔化焊膏后完成回流焊的过程。这个热风加热及传递过程中的能耗是 很大的，但可以通过改变热风出孔的结构来提高热交换的效率，从而实现节能效果。然而，现有的加热孔结构和尺寸往往是根据经验或设备的结构尺寸而确定的，设 备的制造方法或使用方法也不清楚是否就是最优的结构形式和尺寸。2.线路板元件拆解过程PCB是电子电器产品的控制中心，广泛应用于计算机和各类机电设备中。随着电子 产品的大量生产和愈来愈快的报废周期，废旧PCB的数量也在急剧增加。从2003年起，我 国每年将至少有500万台电视机、400万台电冰箱、600万台洗衣机，以及超过2000万台电 脑达到报废年限。在PCB表面上装配了各种电子元器件，PCB及这些元器件中含有多种金属(金、银、 钯、铌、铜、铁、铝等)，金属类材料的含量约为40%，丹麦技术大学的研究结果显示，It随意 搜集的PCB中就含有大约272. 4kg塑料、129. 84kg铜、0. 45kg黄金、40. 86kg铁、29. 5 lkg铅、 19. 97kg镍、9. 99kg锑，除了塑料和铜主要存在于PCB中，其它的贵重金属主要存在于电子 元器件中。但当前国内外处理废旧PCB的方法主要有焚烧处理、化学法处理、机械破碎处 理、微生物剥离金属、超临界流体技术以及超声波技术等。在处理过程中存在着一个问题， 那就是贵重金属含量相对较高的电子元器件经过破碎后与PCB的颗粒完全混合，从而稀释 了贵重金属颗粒，使得后续的提炼过程更复杂，成本也更高了。如果对这些电子元器件进行分类回收再利用，将会产生良好的环境和经济效益。 在对这些电子垃圾实现资源化再利用的同时，提高了处理过程的经济效益，减少了对环境 的危害，更有利于发展该领域的循环经济。从2005年开始国内的一些高校和研究机构逐步开展了拆解线路板元器件的研 究，作者于2005年提交了申请号为200510103506. 6、名为“一种线路板元器件热拆解设备以及方法”的专利申请。此后，类似的元器件拆解工艺相关专利文件也不断出现。但这些专利文件都是专门针对单块线路板上元器件拆解工艺的，均未详细涉及到 提高能源利用效率的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，采用该形成方法能够易于 得到最优的锥形结构孔的结构形式和尺寸。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个具体实施方式，提供如下一种锥形结构孔 的形成方法，包括A、确定最佳焊点熔化温度Tjb范围；B、确定出符合最佳焊点熔化温度Tjb范围的入口温度Ta ；C、根据不同入口速度对应的不同焊点温度的曲线确定入口速度VA ；D、计算出单孔初定入口上底直径火范围；E、优化计算单孔的入口综合因素，所述综合因素包括最佳入口高度hb、最佳入口 上底直径drt以及最佳入口角度a rb的确定；F、确定孔之间的间距Lb。本专利技术结合数值模拟优点，在大范围的可选参数范围内可代替实验过程，以高效 和低成本得到需解决问题的优化参数组合，从而能够以确定的方法形成一种加热效率高的 结构尺寸较佳的锥形结构孔。根据上述，其中所述步骤B包括数值模拟仿真的方式，建立锥形孔结构的三维模型，设定入口速度，计算出由不同 入口温度得到的不同焊点温度，选取符合最佳焊点熔化温度Tjb范围的焊点温度；从所选取的焊点温度中选取出最大值的焊点温度，其对应的入口温度作为所确定 的入口温度。根据上述，其中所述步骤C包括数值模拟仿真的方式，计算出由不同入口速度对应不同焊点温度的曲线；选取曲线斜率开始下降时的入口速度值所为所确定的值。根据上述的，其中所述步骤D包括数值模拟仿真的方式，计算出不同入口上底直径对应不同焊点温度的曲线；选取最高焊点温度处一定范围所对应的入口上底直径范围作为初定入口上底直 径范围。根据上述，其中所述步骤E包括数值模拟仿真的方式，计算出由多组入口综合因素做因素水平正交试验得到的多 组包含不同加热数值的参数，根据所需加热数值参数选择。不同加热数值具有不同的重要程度，设置不同的权重参数；依据权重计算总加热值结果，选择结果值大的作为所选。根据上述，其特征在于，所述步骤F包括根据数值模拟仿真方法计算出由多个入口间距得出的多个焊点温度；将处于最佳焊点熔化温度Tjb的下限值所对应的入口间距作为最佳入口间距。附图说明图1是本专利技术的的流程图。图2是锥形结构孔的入口结构图。图3是锥形结构孔的多孔之间的结构图。图4是根据不同入口速度模拟得出的焊点温度分布图。图5是根据不同入口上底直径模拟得出的焊点温度分布图。图6是图3中两入口的模型示意图。图7是根据不同入口间距模拟得出的焊点温度的分布图。图8是入口间距分别为50mm、56mm和60mm时的速度场云图，其中(a)为入口间距 L = 50mm时的对称面速度场云图、(b)为入口间距L = 56mm时的对称面速度场云图，(c) 为入口间距L = 60mm时的对称面速度场云图。具体实施例方式图1示出了本专利技术的的流程图。下面结合附图以一个具体结果实例的优化过程为例，对本专利技术的线路板元器件回 流焊接或拆解设备的热风出口的进行详细说明。采用本方法形成的可提高加热效率的锥形结构孔及其排列形式分别如图2和图3 所示，其具体数据如下(1)基础数据以空气为加热介质，采用热对流的传热方式，最佳焊点熔化温度Tjb =200 °C 230 °C ；(2)影响因素数据入口与基板距离H = 50mm时，最佳入口温度Trb = 235 °C (508k)，最佳入 口速度 Vrb = 8m/s ；(3)单孔尺寸入口与基板距离H= 50mm时，最佳入口形式包括最佳入口高度、 =6mm，最佳入口上底直径drt = 16mm，最佳入口角度art = 20° (最佳入口下底直径Drt =20. 36mm)；(4)多孔之间尺寸入口与基板距离H = 50mm时，两入口中心线最佳间距Lb在 50mm 至 56mm 之间，艮口 50mm ^ Lb ^ 56mm。下面，根据图1所示本专利技术的，对得到上述结果数据的具 体计算过程进行详细说明。步骤101 根据已有的经验和参考数据，如拆解所需温度、熔化时间等，确定出用 于焊点熔化所要达到的最佳焊点熔化温度的范围。对于2006年以前锡铅焊料的线路板而言，元器件表面的加热温度一般控制在 210°C 230°C之间；对于2006年RoHS指令实施之后使用无铅焊料的线路板而言，温度一 般控制在240°C 260°C之间。另一方面考虑如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锥形结构孔的形成方法，其特征在于，包括：Ａ、确定最佳焊点熔化温度Ｔ↓［ｊｂ］范围；Ｂ、确定出符合最佳焊点熔化温度Ｔ↓［ｊｂ］范围的入口温度Ｔ↓［ｒｂ］；Ｃ、根据不同入口速度对应的不同焊点温度的曲线确定入口速度Ｖ↓［ｒｂ］；Ｄ、计算出单孔初定入口上底直径ｄ↓［ｒ］范围；Ｅ、优化计算单孔的入口综合因素，所述综合因素包括最佳入口高度ｈ↓［ｂ］、最佳入口上底直径ｄ↓［ｒｂ］以及最佳入口角度α↓［ｒｂ］的确定；Ｆ、确定孔之间的间距Ｌ↓［ｂ］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹凤福，刘振宇，周晓东，张西华，杜宝亮，
申请(专利权)人：海尔集团公司，海尔集团技术研发中心，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]