关键词:
润湿平衡法
可焊性
润湿性
电子天平
线性可变差动传感器
摘要:
随着半导体行业的高速发展,军工、医疗、工业生产及我们日常生活中对电子产品的需求愈发增大,而电子产品就是各类型电子元器件焊接在PCB板上的集合体,在焊接过程中对其工艺有着高质量的互通链接技术需要。在实际生产过程中需要对焊接元器件引脚的氧化程度及焊接材料的性能做定量的评估,来确保焊接工艺的高质量和零缺陷得以实现,因此可焊性检测显得尤为重要。一套完整的可焊性电子天平的设计及研究过程涉及机械结构、电机驱动、控制及数据采集、显示处理等多方面内容。在整个设计研究过程中,测控板则被视为“仪器的大脑”,控制着整个系统的正常运行,可谓是关键性技术部分。而本课题主要研究内容是针对可焊性电子天平进行的测量系统设计,旨在能够通过此种测量系统,并采用润湿平衡法,连续检测出试验样品在浸润前所承受的浮力,以及浸润开始后表面张力在垂直方向产生的作用力,通过分析所得作用力与时间的关系曲线评价其可焊性程度。本文所设计的可焊性电子天平测量系统包括硬件电路和控制软件的实现,其中硬件电路部分包括天平平衡位置检测电路、皮重激励和净重激励自启动电路,利用数字PID原理和深度PWM自动反馈控制技术手段实现高精度测量电路的快速稳定闭环系统平衡调节。利用程控D/A转换器与运算放大器的搭配实现皮重补偿激励、净重补偿激励以及温漂补偿,其补偿细度可达20bit。软件部分采用STM32F103芯片作为主控微处理器并扩展RS485接口和RS232接口用于满足外部控制器等设备通讯需求。此外测控电路同时扩展了USB接口用于上位机Lab VIEW通讯,利用其界面友好、操作简单等特点,通过虚拟控制面板的设计实现人机交互功能。本文所设计的测量系统及相关软件已经在样机设备中得到了实验验证,其量程范围为0-5g;分辨率为5mg;非线性误差±1mg;重复性5mg,各项指标已达到相关技术要求。