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如何判定回流焊温度曲线图正常？
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实测值与设定值相差多少是合格的？561)this.width=561;" onerror="src='images/nopic1.gif'" original="http://bbs.smthome.net/attachment/thumb/Mon_481_fcf1.jpg?78"
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63锡，使用设备本身的检测软件
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这是保温型的呢
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严格 的公司有事项要求！！！
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严格 的公司有十项要求！！！
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有需要可以告诉你
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需要买一台炉温测试仪来测试，可以判断出合格不合格。时浩科技（10号科技）是代理炉温测试仪的
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没看明白，你说的是设定值与实测出来的值误差多少为合格吗？这取决于你的炉子温差大小，保温效果如何。再一个是板材跟被测试点的元件大小，各被测温差都不一样！
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:没看明白，你说的是设定值与实测出来的值误差多少为合格吗？这取决于你的炉子温差大小，保温效果如何。再一个是板材跟被测试点的元件大小，各被测温差都不一样！&( 02:51)&我们都明白，但质量那帮鬼子非要一个什么误差值，什么设定238，实测值到多少是合格的。这帮鬼
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:这是保温型的呢&( 21:23)&对
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:有需要可以告诉你&( 01:45)&聊聊吧！
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回 sunwujie 的帖子
:严格 的公司有十项要求！！！&( 17:27)&能否讲解一下
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Total 0.272788(s) query 0, Time now is: 07-15 17:08, Gzip enabled, Powered by PHPWindCopyright &回流焊的温度曲线设定
如何正确的设定回流焊温度曲线&
首先我们要了解回流焊的几个关键的地方及温度的分区情况及回流
影响炉温的关键地方是：1：各温区的温度设定数值
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2：各加热马达的温差
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&3：链条及网带的速度
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4：锡膏的成份
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5：PCB板的厚度及元件的大小和密度
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&6：加热区的数量及回流焊的长度
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7：加热区的有效长度及泠却的特点等
回流焊的分区情况：&&&&1：预热区（又名：升温区）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2：恒温区（保温区/活性区）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&3：回流区
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
如何正确的设定回流焊的温度曲线（Sn/pb）
&&&&一：预热区
&&&&预热区通常指由室温升至150度左右的区域，在这个区域，SMA平稳升温，在预热
区锡膏的部分溶剂能够及时的发挥。元件特别是集成电路缓慢升温。以适应以后的高温，
但是由于SMA表面元件大小不一。其温度有不均匀的现象。在些温区升温的速度应控制在
1-3度/S 如果升温太快的话，由于热应力的影响会导致陶瓷电容破裂/PCB变形/IC芯片损坏
同时锡膏中的溶剂挥发太快，导致锡珠的产生，回流焊的预热区一般占加热信道长度的1/4—
1/3 时间一般为60—120S
二：恒温区
&&&&所谓恒温意思就是要相对保持平衡。在恒温区温度通常控制在150-170度的区域，此时
锡膏处于融化前夕，锡膏中的挥发进一步被去除，活化剂开始激活，并有效的去除表面的氧
化物，SMA表面温度受到热风对流的影响。不同大小/不同元件的温度能够保持平衡。板面
的温差也接近最小数值，曲线状态接近水平，它也是评估回流焊工艺的一个窗口。选择能够
维持平坦活性温度曲线的炉子将提高SMA的焊接效果。特别是防止立碑缺陷的产生。通常
恒温区的在炉子的加热信道占60—120/S的时间，若时间太长也会导致锡膏氧化问题。导致锡珠增多，恒温渠温度过低时
此时容易引起锡膏中溶剂得不到充分的挥发，当到回流区时锡膏中的溶剂受到高温容易引起
激烈的挥发，其结果会导致飞珠的形成。恒温区的梯度过大。这意味着PCB的板面温度
差过大，特别是靠近大元件四周的电阻/电容及电感两端受热不平衡，锡膏融化时有一个
延迟故引起立碑缺陷。
三：回流区
&&&&回流区的温度最高，SMA进入该区域后迅速升温，并超出熔点30—40度，即板面温度
瞬间达到215-225度，（此温度又称之为峰值温度）时间约为5—10/S 在回流区焊膏很快融
化，并迅速湿润焊盘，随着温度的进一步提高，焊料表面张力降低。焊料爬至元件引脚的一
定高度。形成一个（弯月面）从微观上看：此时焊料中的锡与焊盘上的铜或金属由于扩散
作用而形成金属间的化合物，SMA在回流区停留时间过长或温度过高会造成PCB板面发黄
/起泡/元件的损坏/如果温度设定正确：PCB的色质保持原貌。焊点光亮。在回流区，锡膏
融化后产生的表面张力能适应的校正由贴片过程中引起的元件引脚偏移。但也会由于焊盘
设计不正确引起多种焊接缺陷，回流区的升温率应该控制在2。5度---3度/S 一般应该在
25-30/S内达到峰值。温度过低。焊料虽然融化，但流动性差，焊料不能充分的湿润，故
造成假焊及泠焊
四：泠却区
&&&&SMA运行到泠却区后，焊点迅速降温。焊料凝固。焊点迅速泠却。表面连续呈弯月形
通常泠却的方法是在回流焊出口处安装风扇。强制泠却。并采用水泠或风泠，理想的泠却
温度曲线同回流区升温曲线呈镜像关系（对称分布）
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SMT_如何正确设定回流炉温度曲线
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SMT_如何正确设定回流炉温度曲线
官方公共微信技术分享：回流焊温度曲线的设定!
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技术分享：回流焊温度曲线的设定!
创建回流焊温度曲线& & &一开始，必须坦白讲一个事实：任何技术文献中都没有关于指定温度和时间参数的标准，即应用于任何给定PCB（印制电路板）的回流参数。我们也不可能期望这类标准在可预见的未来制定。& & 由于电子PCB 的世界千变万化、繁纷复杂，因此不可能充分描绘元件和材料的所有特定需求。因此，需要由制造商根据他们自身的专业知识和技能去探索理想的回流参数。另一方面，因为拥有大量线索和指标以及过去的丰富经验，从而使优化变为可能。& &&2004 年推出的说明手册DVS 2613 提供了创建回流焊温度曲线[1.1] 的简要说明。下面的文字便引自本手册：“合格回流焊接工艺的目标是在产品层面实现高质可靠的焊点。”除了需要实现可靠的焊点（应考虑温度、饰面层、合金等），过程控制还必须考虑零配件的规格以及生产要求。& & 通过对所有要求进行整体观察，便能够获得创建包络曲线的基本温度和时间数据。表1.1 显示了PCB 的基本数据示例，PCB 上至少装有一个根据J-STD- 020D.1 [1.2] 分类的元件。扫一眼元件的数据表有助于确定基本数据。确定的结果应始终倾向于对热最敏感的元件。这可以是一个电路板– 复杂的PCB 设计通常对低应力焊接工艺的要求很高。& &&为了确保可靠性，还必须考虑要制造的焊点的冶金方面。特别是，应考虑相形成和合金形成效应。因此，在实际生产实践中，对要处理的元件和材料的数据表中指定的需求描述经常相互冲突，使得回流焊接工艺看起来不可能。这些冲突只能根据相关技术经验以一种折衷的方法现场解决。& & 以最严格谨慎的态度制定基本数据后，则可以在此基础上创建所谓的包络曲线，如图1.1 所示。& & 如果未采用达到熔温的最长时间（上例中为tL/Max = 90 s），包络曲线会稍有改变（见图1.2）。请记住，绝对不能超过达到峰值温度-5 K 的最长时间（上例中为tP/Max = 30 s）。& & 如果在元件和材料的数据表中找不到所需的所有参数，则可以使用常用标准。但是，切记这些标准的范围及其应用领域通常不以回流焊接为目标，它们可能包含不宜使用的矛盾参数。& & 下面介绍了几种重要标准。DIN .3] 介绍辨别和测试软锡膏的一般要求；附录A 提供了无铅软锡膏（固相线温度高于200°C，例如SAC 焊料）的温度曲线窗口。这些锡膏的回流焊温度曲线可处于图1.3 中的包络曲线所表示范围内的任何位置。如果用这些包络曲线来描述要生产的PCB 的回流焊接，可能会出现两个问题。& & 如果根据J-STD- 020D.1 标准将PCB 上的湿度敏感元件的最高峰值温度指定为TP/Max =245°C，在回流焊接工艺中，当上方的包络曲线接近峰值温度260°C 时，此元件可能会被损坏。对于根据J-STD-075 标准[1.4] 指定的直径大于10 毫米的铝质电容器，当回流焊接工艺运行到接近下方的绿色包络曲线时，液相线以上时间会超过10 秒钟。& & &常用于PCB 回流焊接工艺的J-STD-020D.1 标准不适用于解决上述两个问题。其应用范围和应用领域同样不适用于PCB 焊接，但适用于对非热、湿度敏感的集成电路进行分类和建立MSL（镜像服务器链路）。根据J-STD-020D.1 标准创建的包络曲线如图1.4 所示。据此标准，将允许液相线以上最长时间tL/Max 等于150 秒。但是，一般冶金经验要求中指出不应超过时间长度tL/Max = 120 秒，因为合金形成和相形成效应可能会影响所生成焊点的可靠性。一般来说，时间长度tL/Max = 90 秒被公认为液相线以上最长时间。同样是使用EN 标准[1.5] 的情况，在焊接工艺中，为测试热稳定性而指定的焊接时间为60 至90 秒（见图1.6）。& & &根据J-STD-020D.1 创建包络曲线可能出现的第二个问题是达到峰值允许的最长时间（tto Peak= 8 分钟）。这可能导致达到液相线前的最大热量梯度约为0.55 K/s，持续时间长度约为6.5分钟。非常冗长的驻留时间会破坏锡膏中助焊剂的活性成分，而这些成分对于在熔化过程中进行沾锡很重要。在回流焊接设备的预热区，通常建议达到液相线前的时间长度不超过4 分钟。同时也建议缩短驻留时间，以最大程度减小所有PCB 材料的应力，包括电路板自身。& & 当然，应始终基于“最弱的链路”定义工艺窗口，即，焊接工艺中热稳定性最差的元件。图1.5中的示例显示出了困难程度。大小型铝电解电容器的最高过程温度标记在带有大小型封装的湿度敏感元件的温度旁边。此处描述的峰值仅有少量重叠区域– 我们应从以下事实中汲取教训：不采用折衷方法将不可能实现高度自动的表面贴装技术。& & SMD 对焊接热的抵抗力可根据EC
标准进行测试；数据表中应给出了相应注释。图1.6 显示了根据此标准的规定对无铅焊料合金进行试验1 和2 的熔化温度曲线。有时，两个包络曲线之间没有任何相关性，也就是说，此处显示的曲线实际上并不是包络曲线，应将其视为两条独立的极限曲线。因此，将最高温度分别限制为255°C 和250°C。& & &此外，IEC
中还提供有关创建合适回流焊温度曲线的有价值信息。例如，它列出了用于测试熔湿结果的参数规格。& & &最高试验温度235°C 可用作进行PCB 焊接得出的回流焊温度曲线中的最低峰值温度TP/Min。支持的逻辑：如果无铅焊料合金(SAC) 的熔湿试验温度为235°C，在PCB 制造过程中，在低于该值的温度下将不能实现良好的熔湿效果。图1.7 描述了对SMD（带SAC 焊料）进行熔湿试验得出的熔化温度曲线。& & 此外，在IEC TR
技术报告[1.6] 中，建议对最冷的SAC 焊点设定230°C 的温度且至少维持20 秒，因此对所选元件测量的最高温度将达到233°C 且维持1 秒钟。图1.8 中的回流焊温度曲线描述了对峰值范围的测量结果。附加的积分公式用于根据液相线(217°C) 以上的回流焊温度曲线计算热当量。& & 对混合技术焊点进行测试时，如果我们将此热当量与Grossmann [1.7] 得出的结果进行比较，则会发现550 Ks 已处于图1.9 所示曲线的饱和范围内。富铅相（采用的SnPb 锡膏中的铅；无铅锡球由SAC 焊料制成）均匀分布在整个焊点中，它们的平均尺寸尚未进一步减小。根据这些检验，大于350 Ks 的热当量应足以形成均质的焊点。观察引入焊点的热量似乎比较明智，因为以线性方式既不会出现温度影响相形成也不会出现时间影响相形成。在其他研究人员中，Pan [1.8] 检验了峰值温度和液相线以上时间对涂有有机保焊剂(OSP) 的SAC 焊点的金属间相的影响。然而，230°C 时的时间影响却没有意义，虽然升温(240°C > 250°C)的影响被降低，但在处于更高的焊接温度时，时间影响仍会大大增加（见图1.10）。& & 液相线以上时间的影响不可低估！ 基于上述结果，图1.11 中提供的图表有助于您创建理想的回流焊温度曲线。它表示要产生具有足够热量（热当量> 350 Ks）的SAC 焊点应采用的液相线以上温度和时间。在横坐标上输入高于熔点217°C 的温度，在纵坐标上输入热当量。例如，要在液相线以上焊接时间30 秒内将足够热量引入焊点，需要最低过热温度达到15 K (217+ 15°C)。当温度达到235°C 时，始终会有足够的热量引入，甚至短暂的焊接时间会超过20 秒。& & 如果读者在按照国际文献中作者的讨论执行操作时仍存在困难，那么下面的图1.12 以及对其进行解释说明的表1.2 提供了各个要点的总结并建议使用最先进的SAC 回流包络曲线，据此可以实现良好的回流焊接效果。测量回流焊温度曲线出于以下原因，需在回流焊接设备中测量温度曲线：1. 对实际生产的PCB 进行测量，是为了设置、优化或复检所需的目标回流焊温度曲线。为此，需将热电偶置于PCB 上的所选位置，即重要元件上或元件中。2. 借助测量标准（经校准的测量板）进行测量，是为了定期（例如，按照质量管理体系的要求）检查焊接设备的目标回流焊温度曲线。3. 借助测量标准（经校准的测量板）进行测量，是为了确定回流焊接设备的具体性能特征。例如，如果要比较不同的回流焊接设备（确定基准）或为了进一步开发某些设备元件，则可能需要进行此类测量。图1.13 显示了合理排列的热电偶的示意图，表1.3 中将进行解释说明。& & PCB 所有可能温度曲线的特征均包含在两条极限曲线中，即，最小热质量和最大热质量的温度曲线。术语“最小热质量”绝不能理解为实际质量或重量– 实际上，它是指PCB 上升温和降温最快的位置。& & 相应地，“最大热质量”是指PCB 上升温和降温最慢的位置。这些位置可以是某些元件或元件接头，也可能是未安装任何元件的PCB 上的某些区域。如果允许均匀升温的PCB 降温，而且同时使用热成像摄像机监控它，则可以轻松定位具有最小和最大热质量的位置。如果没有热成像摄像机可用，则需要通过试验确定这些位置。为此，应将存在问题的PCB 用锡膏打印出来并插入其元件，然后通过加热的回流焊接设备对其升级，起初的传输速度会非常快。最初，不应熔化任何焊点。熔化第一个焊点后，传输速度会减慢。这便是具有最小热质量的位置。传输速度会越来越慢，直到最后一个焊点熔化，这便是具有最大热质量的位置。& & 正确测量点的实验测定非常重要，因为人眼看到的通常不准确，我们可能会将大量大型元件错看成大的热质量。PCB 内层中铜的隐式质量可以是最大热质量的位置，在此我们只能看到0402 片状元件。& & 优化回流焊温度曲线的目标是将最大和最小热质量（TSolder1、2）的温度曲线置于所选回流焊温度曲线之间（如图1.12 示）。必须对所有热敏感元件测量封装体温TP。热电偶必须固定在湿度敏感元件（已根据IPC/JEDEC J-STD-020D.1 分类）的封装中间。最高温度TP/Max 必须低于或等于此类元件的分类温度T0 (TP ≤ T0)。由于电路板本身通常是整个模块中最昂贵的元件，因此也必须测量它的温度(TPCB)。& & 由于大范围变化的铜层分布以及相关联的内部导热，而且有些情况下回流焊接设备在PCB 顶部和底部的供热不同，因此建议对顶面和底面均执行测量。图1.13 描述了热电偶（位于PCB层次上方约6 毫米处）的其他应用。该热电偶用于测量PCB 层次上方的大气温度TAtmo。不过，其主要作用除了测量温度以外，还能确定位置。由于热电偶能够凭借其最小热质量非常快速地测量大气温度变化，因此可以配准回流焊接设备中从一个加热区到下一个加热区的过渡。这非常有利于我们根据测量结果为各种加热区段指定温度曲线，如图1.14 中的图表所示。大气廓线很清晰地反映了VX734 回流焊接设备中包含的7 个预热区、3 个高温区和4 个冷却区。除了确定位置，热电偶还能向我们提供有关回流焊接设备与PCB 之间进行热交换的少量信息。& & 图1.15 显示了高温区1 和2 中SOT23 的大气和焊点温度曲线的摘录。两个高温区之间的大气温度稍有下降，但焊点的温度几乎保持恒定。& & 热传递一般发生在体表。在此吸收热量后通过热传导流入PCB 和各个元件。& & PCB 层次上方6 毫米处的大气温度反映了此热传递。测量的大气温度TAtmo 始终低于加热区的设定点温度。温度较低的PCB 不断吸收其周围的热量，以此提升自身温度。在上述示例中，元件上的焊点达到了高温区1 的末端温度188°C。为了进一步提升自身温度，PCB只能从高温区之间的区域吸收少量附加热量，因为此过渡区不能主动加热。一方面，它用来调节某些机械元件（例如，调整输送机械的模块），另一方面，它以热方式分离了两个相邻的加热区。& & 因此，元件的温度保持恒定，但是大气温度(TAtmo) （例子中为3 K 以下）的降温会使元件从大气中摄取极少热量。& & 只要存在PCB（在本例中，存在时间为3.5 秒），未加热过渡区中的温度也会稍有下降。PCB移到下一个区域后，温度会攀升回到之前的水平。这反映了回流焊接设备的热稳定性。& & 热电偶的排列方式还有助于优化回流焊接工艺，如图1.16 所示。在此情况下，假设需要观察的任何峰值体温(TP) 始终低于或等于焊点的TSolder 1,2。焊点温度(TSolder 1 - TSolder 2) 之间的差值ΔTM 通常用制造行业术语“Delta T”表示。选择要接触的焊点时，应再次考虑大小热质量，0.5 kg，具有多层，厚度为2.5 毫米）装有大量BGA（球栅阵列）。BGA 的作用是优化回流焊温度曲线，以使众多BGA 焊点中出现极少量ΔTM 值，而生成的值（约4 K）远超出期望效果。& & &附加的热电偶直接置于PCB 表面，在运动方向可以一览整个前缘宽度。这些热电偶中的每一个均对应图1.13 中的热电偶TPCB，但是必须特别注意，类似行排列的热点偶下方的PCB的成分为均质。如果可以，PCB 上该区的基材中不应含有任何铜，以最大程度减少导热。从回流焊接设备引入PCB 的热流的均匀性可通过类似行的排列进行检查，即，所谓的回流焊接设备横剖面。以行排列的热电偶之间的最大温差TW 表现了各个回流焊接设备的质量特性。TW 越小，绘制回流焊温度曲线考虑的容差度越小。良好回流焊接设备的横剖面的TW 值应小于或等于3 K，如图1.17 所示。& & 应借助可进行校准的测试板定期（例如，按照质量管理体系的要求）检查回流焊接设备的目标回流焊温度曲线。由FR4 基材（或其他普通的PCB 材料）制成的实际测试板不适合重复使用。如果PCB 频繁穿过回流焊接设备，一方面，基材会脱层，另一方面，焊点会分离且热电偶附着在上面。为此，建议使用坚固耐用的测试板，例如由玻璃纤维增强塑料或金属制成的测试板。图1.19 显示的PTP（专业温度剖面测量仪）测试板适用于各种宽度且完全符合这些要求；根据TechnoLab [1.9] 之类的标准进行了校准。& & PTP 上安装了各种热电偶，用于生成横剖面(ΔTW)、测量各种热质量、确定大气温度(TAtmo) 和PCB 温度(TPCB) 以及测量元件封装温度。& & 作为进一步选择，还可以使用金属材质的坚固测试板。图1.20 显示了厚度为1.5 毫米的不锈钢测试板，每一个被激光切割成两对不同大小的测量域。每一对中的其中一个测量域是毛面，另一个是黑面。测试板上装有用于测量大气温度的热电偶。使用此类金属制测试板，可以生成各种测量表面，还可以进行校准。& & 毛面和黑面使我们能够轻松确定热辐射对回流焊温度曲线的影响。通过图1.20 中显示的测量方式确定测试板（如图1.21 所示）上黑色测量表面和毛面之间的温差为3 K。具有黑面的表体能够吸收和放射更多热能。因此，黑面能够达到更高的最高峰值温度，而且当其温度低于毛面时，还会达到更低的温度。& & 因此，电子PCB 上元件的各种表面颜色的自然吸热特性也导致了可测量温度的不同。在本例中，从测量表面的辐射测量的热能部分约为总热能的2%。& & 使用可校准的坚固测试板进行测量时，无需考虑热电偶是否足够结实地固定在各自的测量表面上。& & 如果要将热电偶连接到实际生产的PCB 上并确保接触良好，情况则完全不同。对此，您需要特别注意，而且还应考虑测量点常见的热力学状况。当然，热电偶（电线）的直径应远远小于要测量元件的直径。否则，热电偶会因其自身的质量和形状改变测量点。例如，直径为1 毫米的热电偶不能用于测量0210 片状元件上的焊点。可通过多种方法（例如，使用粘合带机械连接、使用SMD 粘合剂粘接或使用熔点较高的焊料进行焊接）将热电偶固定在测试点上，但不管用哪种方式，均应始终确保在测量期间热电偶与测量点之间具有良好的导热性。& & 有关热电偶特性和连接的更多知识，请参阅手册“Reflowl?ten”[1.10]。根据我们自己的经验，建议使用通过SMD 粘合剂连接的矿物质绝缘金属护套热电偶。图1.22 描述了PCB 上的测量设置，一种情况是精心设置，另一种是不良设置。两种测试结果将大相径庭！& & 采用不良设置得出的ΔTM 值为24 K（见图1.23），而采用精心设置得出的温差降至ΔTM =12.5 K（见图1.24）。通过对两种测试结果进行比较，会很清楚发现精心设置所得结果的温度曲线更平滑。& & 显然，固定不佳的热电偶不能始终与其各自的测量点保持良好接触，使得热电偶仍需要从大气中吸收热量。不规则曲线一般表明与热质量的接触不良。因此，图1.23 中显示的测量结果反映的并不是PCB 上的实际热状态，而是对空气测量和PCB 测量的不明确混合状态。设置测试板时投入一些精力是值得的– 欲速则不达！& & 本章最后，有必要说明一点，我们在热力系统（如回流焊接设备）中进行测量时始终会考虑容差。表1.4 列出了若干需要记住的容差：第五代真空汽相回流焊接设备，德国最顶尖的焊接工艺设备，达到了我们零返修目标，它的优势如下：镀层测厚仪特点1.台式XRF光谱仪，提供高性能的无损镀层厚度测量和材料分析，以及RoHS/ELV一致性检测2.磁感应/电涡流测厚仪，提供镀锌板和油漆的涂镀层厚度测量X荧光测厚原理3.测量电气接触件上金和钯的镀层厚度，如Au/Pd/Ni/Cu4.检测印制线路板的可焊性，如Ag/Cu/Epoxy5.测量面铜厚度6.对RoHS有害元素进行筛选7.无损检测，无需湿法分析8.用于常规质量控制分析，不需要专业实验室人员操作可检测常用金属元素镀层厚度智能MES系统1.实现元器件级的精确追溯2.登记每一块制造的板上使用了那些元器件3.存储料表信息以便位号能与每一批料件相关联4.将所有料件相关信息即料号、批号、供货商和日期等均存储到数据库中5.若在生产中有更换料卷或料件情况时，存储多卷料卷的可追溯性数据
馆藏&76771
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如何正确设定回流炉温度曲线
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&&&&&&&&&&&&&&&& 如何正确设定回流炉温度曲线
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&&&&&&&&&&&&&&&&&& 正确设定回流炉温度曲线是获得优良焊接质关键&&&&&&&&&&&& 前言　
红外回流焊是SMT大生产中重要的工艺环节，它是一种自动群焊过程，成千上万个焊点在短短几分钟内一次完成，其焊接质量的优劣直接影响到产品的质量和可靠性，对于数字化的电子产品，产品的质量几乎就是焊接的质量。做好回流焊，人们都知道关键是设定回流炉的炉温曲线，有关回流炉的炉温曲线，许多专业文章中均有报导，但面对一台新的红外回流炉，如何尽快设定回流炉温度曲线呢？这就需要我们首先对所使用的锡膏中金属成分与熔点、活性温度等特性有一个全面了解，对回流炉的结构，包括加热温区的数量、热风系统、加热器的尺寸及其控温精度、加热区的有效长度、冷却区特点、传送系统等应有一个全面认识，以及对焊接对象--表面贴装组件（SMA）尺寸、组件大小及其分布做到心中有数，不难看出，回流焊是SMT工艺中复杂而又关键的一环，它涉及到材料、设备、热传导、焊接等方面的知识。
　　本文将从分析典型的焊接温度曲线入手，较为详细地介绍如何正确设定回流炉温度曲线，并实际介绍BGA以及双面回流焊的温度曲线的设定。　　&&&& 理想的温度曲线&
图1是中温锡膏（Sn63/Sn62）理想的红外回流温度曲线，它反映了SMA通过回流炉时，PCB上某一点的温度随时间变化的曲线，它能直观反映出该点在整个焊接过程中的温度变化，为获得最佳焊接效果提供了科学的依据，从事SMT焊接的工程技术人员，应对理想的温度曲线有一个基本的认识，该曲线由四个区间组成，即预热区、保温区/活性区、回流区、冷却区，前三个阶段为加热区，最后一阶段为冷却区，大部分焊锡膏都能用这四个温区成功实现回流焊。故红外回流炉均设有4-5个温度，以适应焊接的需要。　　
&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图1 理想的温度曲线
为了加深对理想的温度曲线的认识，现将各区的温度、停留时间以及焊锡膏在各区的变化情况，介绍如下：　　
（1） 预热区　　
预热区通常指由室温升至150℃左右的区域。在这个区域，SMA平稳升温，在预热区，焊膏中的部分溶剂能够及时挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以适应以后的高温。但SMA表面由于元器件大小不一，其温度有不均匀现象，在预热区升温的速率通常控制在1.5℃-3℃/sec。若升温太快，由于热应力的作用，导致陶瓷电容的细微裂纹、PCB变形、IC芯片损坏，同时锡膏中溶剂挥发太快，导致飞珠的发生。炉子的预热区一般占加热信道长度的1/4-1/3，其停留时间计算如下：设环境温度为25℃，若升温速率按3℃/sec计算则（150-25）/3即为42sec，若升温速率按1.5℃/sec计算则（150-25）/ 1.5即为85sec。通常根据组件大小差异程度调整时间以调控升温速率在2℃/sec以下为最佳。　&
（2） 保温区/活性区　　
保温区又称活性区，在保温区温度通常维持在150℃±10℃的区域，此时锡膏处于熔化前夕，焊膏中的挥发物进一步被去除，活化剂开始激活，并有效地去除焊接表面的氧化物，SMA表面温度受热风对流的影响，不同大小、不同质地的元器件温度能保持均匀，板面温度差△T接近最小值，曲线形态接近水平状，它也是评估回流炉工艺性的一个窗口，选择能维持平坦活性温度曲线的炉子将提高SMA的焊接效果，特别是防止立碑缺陷的产生。通常保温区在炉子的二、三区之间，维持时间约60-120s，若时间过长也会导致锡膏氧化问题，以致焊接后飞珠增多。　
（3） 回流区　　
回流区的温度最高，SMA进入该区后迅速升温，并超出锡膏熔点约30℃-40℃，即板面温度瞬时达到215℃-225℃（此温度又称之为峰值温度），时间约为5-10sec，在回流区焊膏很快熔化，并迅速润湿焊盘，随着温度的进一步提高，焊料表面张力降低，焊料爬至组件引脚的一定高度，形成一个弯月面。从微观上看，此时焊料中的锡与焊盘中的铜或金由于扩散作用而形成金属间化合物，以锡铜合金为例，当锡膏熔化后，并迅速润湿铜层，锡原子与铜原子在其界面上互相渗透初期Sn-Cu合金的结构为 Cu6Sn5，其厚度为1-3μ，若时间过长、温度过高时，Cu原子进一步渗透到Cu6Sn5中，其局部组织将由Cu6Sn5转变为Cu3Sn合金，前者合金焊接强度高，导电性能好，而后者则呈脆性，焊接强度低、导电性能差，SMA在回流区停留时间过长或温度超高会造成PCB板面发黄、起泡、以致元器件损坏。SMA在理想的温度下回流，PCB色质保持原貌，焊点光亮。在回流区，锡膏熔化后产生的表面张力能适度校准由贴片过程中引起的元器件引脚偏移，但也会由于焊盘设计不正确引起多种焊接缺陷，如立碑、桥联等。回流区的升温速率控制在2.5-3℃/sec，一般应在25sec-30sec内达到峰值温度。　　
（4） 冷却区　　
SMA运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固。焊点迅速冷却可使焊料晶格细化，结合强度提高，焊点光亮，表面连续呈弯月面状。通常冷却的方法是在回流炉出口处安装风扇，强行冷却。新型的回流炉则设有冷却区，并采用水冷或风冷。理想的冷却曲线同回流区升温曲线呈镜面对称分布。　　
在大生产中，每个产品的实际工作曲线，应根据SMA大小、组件的多少及品种反复调节才能获得，从时间上看，整个回流时间为175sec-295sec即3分钟-5分钟左右，（不包括进入第一温区前的时间）。
温度曲线的设定　　
1、&&&&&&&&&& 测试工具：　　
在开始测定温度曲线之前，需要有温度测试仪，以及与之相配合的热电偶，高温焊锡丝、高温胶带以及待测的SMA，当然有的回流炉自身带有温度测试仪，（设在炉体内），但因附带的热电偶较长，使用不方便，不如专用温度测试记录仪方便。特别这类测试仪所用的小直径热电偶，热量小、响应快、得到的结果精确。　　&
2、&&&&&&&&&& 热电偶的位置与固定　　
热电偶的焊接位置也是一个应认真考虑的问题，其原则是对热容量大的组件焊盘处别忘了放置热电偶，见图2，此外对热敏感组件的外壳，PCB上空档处也应放置
热电偶，以观察板面温度分布状况。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图2 热电偶的位置
将热电偶固定在PCB上最好的方法是采用高温焊料（Sn96Ag4）焊接在所需测量温度的地方，此外还可用高温胶带固定，但效果没有直接焊接的效果好。总之根据SMA大小以及复杂减度设有3个或更多的电偶。电偶数量越多，其对了解SMA板面的受热情况越全面。　　
3、锡膏性能　　
对于所使用锡膏的性能参数也是必须考虑的因素之一，首先是考虑到其合金的熔点，即回流区温度应高于合金熔点的30-40℃。其次应考虑锡膏的活性温度以及持续的时间，有条件时应与锡膏供应商了解，也可以参考供应商提供的温度曲线。&
4.炉子的结构：　　
对于首次使用的回流炉，应首先考察一下炉子的结构。看一看有几个温区，有几块发热体，是否独立控温。热电偶放置在何处。热风的形成与特点，是否构成温区内循环，风速是否可调节。每个加热区的长度以及加热温区的总长度。目前使用的红外回流炉，一般有四个温区，每个加热区有上下独立发热体。热风循环系统各不相同，但基本上能保持各温区独立循环。通常第一温区为预热区，第二、三温区为保温区，第四温区为回流区，冷却温区为炉外强制冷风，近几年来也出现将冷却区设在炉内，并采用水冷却系统。当然这类炉子其温区相应增多，以至出现八温区以上的回流炉。随着温区的增多，其温度曲线的轮廓与炉子的温度设置将更加接近，这将会方便于炉温的调节。但随着炉子温区增多，在生产能力增加的同时其能耗增大、费用增多。　　
5、炉子的带速：　　
设定温度曲线的第一个考虑的参数是传输带的速度设定，故应首先测量炉子的加热区总长度，再根据所加工的SMA尺寸大小、元器件多少以及元器件大小或热容量的大小决定SMA在加热区所运行的时间。正如前节所说，理想炉温曲线所需的焊接时间约为3-5分钟，因此不难看出有了加热区的长度，以及所需时间，就可以方便地计算出回流炉运行速度。　　
各区温度设定：　　
接下来必须设定各个区的温度，通常回流炉仪表显示的温度仅代表各加热器内热电偶所处位置的温度，并不等于SMA经过该温区时其板面上的温度。如果热电偶越靠近加热源，显示温度会明显高于相应的区间温度，热电偶越靠近PCB的运行信道，显示温度将越能反应区间温度，因此可打开回流炉上盖了解热电偶所设定的位置。当然也可以用一块试验板进行模拟测验，找出PCB上温度与表温设定的关系，通过几次反复试验，最终可以找出规律。当速度与温度确定后，再适当调节其它参数如冷却风扇速度，强制空气或N2流量，并可以正式使用所加工的SMA进行测试，并根据实测的结果与理论温度曲线相比较或与锡膏供应商提供的曲线相比较。并结合环境温度、回流峰值温度、焊接效果、以及生产能力适当的协调。最后将炉子的参数记录或储存以备后用。虽然这个过程开始较慢和费力，但最终可以以此为依据取得熟练设定炉温曲线的能力。
两种典型的温度曲线设定　　
1、&&&&&&&&&& BGA焊接温度的设定　　
BGA是近几年使用较多的封装器件，由于它的引脚均处于封装体的下方，因为焊点间距较大（1.27mm）焊接后不易出现桥连缺陷，但也带来一些新问题，即焊点易出现空洞或气泡，而在QFP或PLCC器件的焊接中，这类缺陷相对的要少得多。就其原因来说这与BGA焊点在其下方阴影效应大有关。故会出现实际焊接温度比其它元器件焊接温度要低的现状，此时锡膏中溶剂得不到有效的挥发，包裹在焊料中。图3为实际测量到的BGA器件焊接温度。图中，第一根温度曲线为BGA外侧，第二根温度曲线为BGA焊盘上，它是通过在PCB上开一小槽，并将热电偶伸入其中，两温度上升为同步上升，但第二根温度曲线显示出的温度要低8℃左右，这是BGA体积较大，其热容量也较大的缘故，故反映出组件体内的温度要低，这就告诉我们，尽管热电偶放在BGA体的外侧仍不能如实地反映出BGA焊点处的温度。因此实际工作中应尽可能地将热电偶伸入到BGA体下方，并调节BGA的焊接温度使它与其它组件温度相兼容。　　
&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&& 图3 BGA温度测试点的选择
2、&&&&&&&&&& 双面板焊接温度的设定　　
早期对双面板回流焊接时，通常要求设计人员将器件放在PCB的一侧，而将阻容组件放在另一侧，其目的是防止第二面焊接时组件在二次高温时会脱落。但随着布线密度的增大或SMA功能的增多，PCB双面布有器件的产品越来越多，这就要求我们在调节炉温曲线时，不仅在焊接面设定热电偶而且在反面也应设定热电偶，并做到在焊接面的温度曲线符合要求的同时，SMA反面的温度最高值不应超过锡膏熔化温度（179℃），见图4&&&&&&&&&&&&
图4 双面板焊接温度曲线
从图中看出当焊接面的温度达到215℃时反面最高温度仅为165℃，未达到焊膏熔化温度。此时SMA反面即使有大的元器件，也不会出现脱落现象。　　
常见有缺陷的温度曲线　　
下列温度曲线是设定时常见的缺陷：　　
1、活性区温度梯度过大　　
立碑是片式组件常见的焊接缺陷，引起的原因是由于组件焊盘上的锡膏熔化时润湿力不平衡，导致组件两端的力距不平衡故易引起组件立碑。引起立碑的原因有多方面，其中两焊盘上的温度不一致是其原因之一。图5所示的温度曲线表明活性区温度梯度过大，这意味着PCB板面温度差过大，特别是靠近大器件四周的阻容组件两端温度受热不平衡，锡膏熔化时间有一个延迟故易引起立碑缺陷。解决的方法是调整活性区的温度。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
　&&&&&&&&&&&&&&& 图5 活性区温度梯度过大
2、活性区温度过低　　
图6所示的温度曲线表明，活性区温度过低，此时易引起锡膏中溶剂得不到充分挥发，当到回流区时锡膏中溶剂受高温易引起激烈挥发，其结果会导致飞珠的形成。　　
图6 活性区温度过低
3、回流区温度过高或过低　　
图7中曲线1所示的温度曲线表明回流温度过高，易造成PCB以及元器件损伤，应降低回流区温度，而曲线2所示的温度表明回流温度过低。此时焊料虽已熔化，但流动性差。焊料不能充分润湿，故易引起虚焊或冷焊。&&&&&& &&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&图7 回流区温度不正确&&& 4、热电偶出故障　　
图8所示温度曲线，曲线出现明显抖动，曲线如锯齿状，这通常是由于用来测试温度的热电偶出现故障。　　
图8 热电偶出故障
综上所述，面对首次使用的回流炉，当测试温度曲线时，应对回流炉的结构、锡膏性能、SMA的大小及元器件的分布等全面了解。首先设定带速，然后调节温度，并与理想温度曲线比较，反复调节，就能得到实际产品所需要的温度曲线和满意的焊接效果。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 以上资料仅供参考，不作其它用途。
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