回流焊接工艺的PCB温度曲线知识模板.doc

回流焊接工艺经典PCB温度曲线本文介绍对于回流焊接工艺经典PCB温度曲线作图方法，分析了两种最常见回流焊接温度曲线类型：保温型和帐篷型.。经典印刷电路板(PCB)温度曲线(profile)作图，包含将PCB装配上热电偶连接到数据统计曲线仪上，并把整个装配从回流焊接炉中经过。作温度曲线有两个关键目标：1) 为给定PCB装配确定正确工艺设定，2) 检验工艺连续性，以确保可反复结果。经过观察PCB在回流焊接炉中经过实际温度(温度曲线)，能够检验和/或纠正炉设定，以达成最终产品最好品质。经典PCB温度曲线将确保最终PCB装配最好、连续质量，实际上降低PCB报废率，提升PCB生产率和合格率，而且改善整体赢利能力。回流工艺在回流工艺过程中，在炉子内加热将装配带到合适焊接温度，而不损伤产品。为了检验回流焊接工艺过程，大家使用一个作温度曲线设备来确定工艺设定。温度曲线是每个传感器在经过加热过程时时间和温度可视数据集合。经过观察这条曲线，你能够视觉上正确地看出多少能量施加在产品上，能量施加哪里。温度曲线许可操作员作合适改变，以优化回流工艺过程。一个经典温度曲线包含多个不一样阶段 - 初试升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品冷却(cooling)。作为通常标准，所期望温度坡度是在24C范围内，以预防因为加热或冷却太快对板和/或元件所造成损害。在产品加热期间，很多原因可能影响装配品质。最初升温是当产品进入炉子时一个快速温度上升。目标是要将锡膏带到开始焊锡激化所期望保温温度。最理想保温温度是刚好在锡膏材料熔点之下 - 对于共晶焊锡为183C，保温时间在3090秒之间。保温区有两个用途：1) 将板、元件和材料带到一个均匀温度，靠近锡膏熔点，许可较轻易地转变到回流区，2) 激化装配上助焊剂。在保温温度，激化助焊剂开始清除焊盘和引脚氧化物过程，留下焊锡能够附着清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变，在此期间，装配温度上升到焊锡熔点之上，锡膏变成液态。一旦锡膏在熔点之上，装配进入回流区，通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。回流区时炉子内关键阶段，因为装配上温度梯度必需最小，TAL必需保持在锡膏制造商所要求参数之内。产品峰值温度也是在这个阶段达成 - 装配达成炉内最高温度。必需小心是，不要超出板上任何温度敏感元件最高温度和加热速率。比如，一个经典钽电容含有最高温度为230C。理想地，装配上全部点应该同时、同速率达成相同峰值温度，以确保全部零件在炉内经历相同环境。在回流区以后，产品冷却，固化焊点，将装配为后面工序准备。控制冷却速度也是关键，冷却太快可能损坏装配，冷却太慢将增加TAL，可能造成脆弱焊点。在回流焊接工艺中使用两种常见类型温度曲线，它们通常叫做保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线。在保温型曲线中(图一)，如前面所讲到，装配在一段时间内经历相同温度。帐篷型温度曲线(图二)是一个连续温度上升，从装配进入炉子开始，直到装配达成所期望峰值温度。图一、经典保温型温度曲线图二、经典帐篷型温度曲线所期望温度曲线将基于装配制造中使用锡膏类型而不一样。取决于锡膏化学组成，制造商将提议最好温度曲线，以达成最高性能。温度曲线信息能够经过联络锡膏制造商得到。最常见配方类型包含水溶性(OA)、松香适度激化型(RMA, rosin mildly activated)和免洗型(no-clean)锡膏。温度曲线机制经典PCB温度曲线系统元件一个经典PCB温度曲线系统由以下元件组成： 数据搜集曲线仪，它从炉子中间经过，从PCB搜集温度信息。 热电偶，它附着在PCB上关键元件，然后连接到随行曲线仪上。 隔热保护，它保护曲线仪被炉子加热。 软件程序，它许可搜集到数据以一个格式观看，快速确定焊接结果和/或在失控恶劣影响最终PCB产品之前找到失控趋势。热电偶(Thermalcouples)在电子工业中最常使用是K型热电偶。有多种技术将热电偶附着于PCB元件上。使用方法决定于正在处理PCB类型，和使用者偏爱。热电偶附着高温焊锡，它提供很强连接到PCB。这个方法通常见于能够为作曲线和检验工艺而牺牲一块专门参考板运作。应该注意是确保最小锡量，以避免影响曲线。胶剂，可用来将热电偶固定在PCB上。胶剂使用通常得到热电偶对装配刚性物理连接。缺点包含胶剂可能在加热过程中失效可能性、作完曲线后取下时在装配上留下残留物。还有，应该注意使用最小胶量，因为增加热质量可能影响温度曲线结果。开普顿(Kapton)或铝胶带，它最轻易使用，不过最不可靠固定方法。使用胶带作温度曲线常常显示很参差不齐曲线，因为热电偶连接点在加热期间从接触表面提起。轻易使用和不留下影响装配残留物，使得开普顿或铝胶带成为一个受欢迎方法。压力型热电偶，夹持在线路板边缘，使用弹力将热电偶连接点牢靠地接触固定到正在作温度曲线装配上。压力探头快速、轻易地使用，对PCB没有破坏性。热电偶放置因为一个装配外边缘和角上比中心加热愈加快，较大热质量元件比较小热质量元件加热满，所以最少推荐使用四个热电偶放置位置。一个热电偶放在装配边缘或角上，一个在小元件上，另一个在板中心，第四个在较大质量元件上。另外还能够增加热电偶在板上其它感爱好零件上，或温度冲击或温度损伤最危险元件上。读出和评定温度曲线数据锡膏制造商通常对其锡膏配方专门有推荐温度曲线。应该使用制造商推荐来确定一个特定工艺最好曲线，和实际装配结果进行比较。然后可能采取步骤来改变机器设定，以达成特殊装配最好结果(图三)。图三、经典PCB回流温度曲线对于PCB装配制造商，现在有新工具，它使得为锡膏和回流炉特定结合设计目标曲线来得轻易。一旦设计好以后，这个目标曲线能够由机器操作员机遇这个专门PCB装配简单地调用，自动地在回流焊接炉上运行。何时作温度曲线当开始一个新装配时，作温度曲线是尤其有用。必需决定炉设定，为高品质结果优化工艺。作为一个诊疗工具，曲线仪在帮助确定合格率差和/或返工高过程中是无价。作温度曲线能够发觉不合适炉子设定，或确保对于装配这些设定是合适。很多企业或工厂在标准参考板上作温度曲线，或天天使用机器品质管理曲线仪。部分工厂在每个班次开始作温度曲线，以检验炉子运行，在问题发生前避免潜在问题。这些温度曲线能够作为一个硬拷贝或经过电子格式存放起来，而且可用作ISO计划一部分，或用来进行对整个时间上机器性能统计过程控制(SPC, statistical process control)操作。用于作温度曲线装配应该小心处理。该装配可能因为处理不妥或反复暴露在回流温度之下而降级。作曲线板可能随时间过去而脱层，热电偶附着可能松动，这一点应该估计到，而且在每一次运行产生损害之前应该检验作曲线设备。关键是要确保测量设备能够得到正确结果。经典PCB温度曲线和机器品质管理曲线即使温度曲线最普遍类型包含使用一个运行曲线仪和热电偶，来监测PCB元件温度，作温度曲线也用来确保回流焊接炉以最好设定连续地工作运行。现有多种内置机器温度曲线仪，提供对关键回流炉参数日常检测，包含空气温度、热流和传送带速度。这些仪器也提供机会，在失控原因影响最终PCB装配质量之前，快速找到任何失控趋势。总结做温度曲线是PCB装配中一个关键元素，它用来决定过程机器设定和确定工艺连续性。没有可测量结果，对回流工艺控制是有限。咨询一下锡膏供给商，查看一下元件规格，为一个特定工艺确定最好曲线参数。经过实施经典PCB温度曲线和机器品质管理温度曲线一个正常制度，PCB报废率将会降低，而质量和产量全部会改善。结果，总运作成本将减低。波峰焊接工艺温度曲线作图即使本文关键放在回流焊接工艺，经典PCB温度曲线作图也能够在那些经过波峰焊接装配上进行。技术和作曲线优点和那些在回流焊接工艺中使用和取得类似。另外，能够选择多种内置曲线仪，设计用来从波峰焊接机器搜集数据，以快速找出失控趋势和监测每班和天天运作连续性。该仪器许可波峰焊接机器操作员经过测量传送带速度、焊锡波和预热参数进行日常操作检验和故障诊疗。