基于热传导对电路板加热焊接炉温曲线的优化模型

孙晨阳，汪雪琪，徐鑫鑫

（安徽财经大学 统计与应用数学学院，安徽 蚌埠 233030）

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。在这个生产过程中，让回焊炉的各部分保持工艺要求的温度，对产品质量至关重要。目前，这方面的许多工作是通过实验测试来进行控制和调整的。本文旨在通过机理模型对电路板加热焊接的炉温曲线以及不同温区可能允许的最大传送带过炉速度进行分析研究，从而保证合适的温度减少产品加工时不必要的消耗。

1 数据来源与问题假设

文章数据来源是在设定回焊炉各温区温度和传送带的过炉速度后，通过温度传感器测试某些位置上焊接区域中心的温度得到的炉温曲线数据，各温区设定的温度分别为175 ℃（小温区1～5）、195 ℃（小温区6）、235 ℃（小温区7）、255 ℃（小温区8～9）及25 ℃（小温区10～11）；传送带的过炉速度为70 cm/min；焊接区域的厚度为0.15 mm。温度传感器在焊接区域中心的温度达到30 ℃时开始工作，电路板进入回焊炉开始计时。另外在回焊炉电路板焊接生产中，炉温曲线应满足一定的要求，称为制程界限，具体如表1所示。

表1 制程界限

另外，回焊炉内部设置若干个小温区，它们从功能上可分成4个大温区：预热区、恒温区、回流区、冷却区，如图1所示。电路板两侧搭在传送带上匀速进入炉内进行加热焊接。其中，该回焊炉内有11个小温区及炉前区域和炉后区域，每个小温区长度为30.5 cm，相邻小温区之间有5 cm的间隙，炉前区域和炉后区域长度均为25 cm。……