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BGA返修台控制系统

供稿:深圳市顾美科技有限公司 2019/12/31 15:02:37
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一.前言:

BGA返修台主要是三个独立的温区控温,整个加热过程大致可分为:预热预热阶段---保温段---升温段---焊接1段---焊接2段---降温段---完成整个加热过程,从本质来说就是对温度上升和恒温进行控制,由于电路板的物理特性和焊接需要所以还需要对温度的上升斜率进行控制,温度要按预设斜率上升到设定值,而且不超过超调允许范围值,如果存在超过超调允许范围,可能会对电路板的电子元器件造成损坏,所以整个过程不允许发生超调允许范围。通常PLC的恒值控制会使用PID算法实现,但是传统的PID算法需要整定参数,而且要做到无超调量需要反复整定PID参数才可达到,对调试人员有较高要求。使用顾美的触摸屏一体机做控制器配合专用的控制算法,可以实现无超调的升压过程,而且参数少调整简单,方便使用。

 

二.BGA返修台描述

BGA返修台是采用顾美一体机作为控制器,分别对上下温区和IR预热区进行加热,热量是通过风扇把电阻丝热量吹到温区。加热过程风扇是一直运行,一体机通过PWM周期导通电阻丝来加热。通三路K型热电偶反馈实际温度情况,顾美一体机根据反馈的实际温度来调节PWM的占空比来控制温度的升降。升温要控制升温的斜率,这个也是BGA返修台的难点和关键点。

上下温区为热风加热,IR预热区(350*260)为红外加热,温度精确控制在正负3℃,上下温区均可设置8段升温和8段恒温控制,并能存储50组温度曲线,随时可以根据不同BGA进行调用。可对BGA芯片进行热风局部加热,同时再辅以大面积的红外发热器对PCB板底部进行加热,能完全避免在维修过程中PCB板的变形。通过选择可单独使用上部温区和下部温区,并自由组合上下发热体能量。

IR预热区可依实际要求调整输出功率,可使PCB板受热均匀,不会发生变形。外置测温接口实现对温度的精密检测,可随时对实际采集BGA的温度曲线进行分析和校对。

 

三.解决方式

使用k型热电偶作为反馈,使BGA返修台形成一个闭环,对输出的占空比进行控制,画出方框图。

8.png

调节响应速度到最快,然后按照斜率来增加SV目标值,从而实现按照设定斜率升温。

斜率处理:

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四.顾美触摸屏一体机控制曲线

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图片4.png

顾美触摸屏一体机的温度曲线符合BGA返修台的控制指标实现了无超调的上升曲线。

五.操作界面和程序

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BGA返修台的一般使用流程:

进入调试界面,编辑一组加热参数,分别设置好上下部加热的温度,上升斜率,恒温时间,设置好红外加热的温度,还有一些辅助的功能,提前蜂鸣时间,蜂鸣时间,冷却时间。参数设置好后点击保存,调出使用,启动加热。调试界面是用来设置参数的,设置好后存储起来,下次再需要的时候,直接调出来使用就可以了,所以调试好后,一般就不用进入调试界面了,只需要进入操作界面选择需要加热的参数组就可以了。

图片7.png

例如:

(1)、预热段(一段0:机器程序启动后,上部加热进入加热状态,温度从室温开始,温 度以每秒上升3度(斜率值3度/秒)的速度,升高至160度(预热段温度设定值), 保持在160度恒温30秒(预热段时间设定值),至此“预热段”工作过程完成,上部 加热计入下一段即“保温段”工作过程。下部加热在启动加热后从室温开始,温度以每 秒上升3度(斜率值3度/秒)的速度,升高至160度(预热段温度设定值),保持在 160度恒温30秒(预热段时间设定值),至此“预热段”工作过程完成,然后下部加 热进入下一段即“保温段”工作过程。红外预热:设置210℃,表示红外发热板在启动 加热至210℃ 恒定。

(2)、保温段(二段):上部加热按照斜率3度/秒,从160度上升到190度,然后恒温 30秒。

下部加热按照斜率3度/秒,从160度上升到190度,然后恒温30秒。

(3)、升温段(三段):上部加热按照斜率值3度/秒,从190度上升到225度后然后恒 30秒。

升温段(三段):上部加热按照斜率值3度/秒,从190度上升到225度后然后恒 30秒。

4)、焊接1段(四段),焊接2段(五段),降温段(六段)控制同上。本系统实际温 度控制过程段数可以小于系统最大控制段数(8段),实际加热过程不需要使用的控制 端可以通过将该段对应参数设为0加以屏蔽。 

七.使用coolmay触摸屏一体机BGA返修台

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七寸触摸屏一体机高分辨率画面清晰,A8处理器运行更流畅。

审核编辑(王妍)
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