怎樣設定錫膏回流溫度曲線

1、怎樣設定錫膏回流溫度曲線“正確的溫度曲線將保證高品質的焊接錫點?！奔s翰 .希羅與約翰 .馬爾波尤夫 （美）在使用表面貼裝元件的印刷電路板 （PCB）裝配中，要得到優(yōu)質的焊點，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的 因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數(shù)，當在笛卡爾平面作圖時，回流過程中在任 何給定的時間上，代表 PCB 上一個特定點上的溫度形成一條曲線。幾個參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關鍵的是傳送帶速度和每個區(qū)的溫度設定。帶速決定機板暴露在每個區(qū) 所設定的溫度下的持續(xù)時間，增加持續(xù)時間可以允許更多時間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設定。每個區(qū)所 花的持續(xù)時間總和決定總共的處理時間。PCB 的

2、溫度曲線。接下來是這每個區(qū)的溫度設定影響 PCB 的溫度上升速度，高溫在 PCB 與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個較大的溫差。增加區(qū) 的設定溫度允許機板更快地達到給定溫度。因此，必須作出一個圖形來決定 個步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。PCB 的工具和在開始作曲線步驟之前，需要下列設備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于 錫膏參數(shù)表?？蓮拇蠖鄶?shù)主要的電子工具供應商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因 為它包含全部所需的附件 （除了曲線儀本身 ）?，F(xiàn)在許多回流焊機器包括了一個板上測溫儀，甚至一些較小的、 便宜的臺面式爐子。 測溫儀一般分為兩類： 實時測溫儀，即時傳送溫度 /時間數(shù)據(jù)

3、和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數(shù)據(jù)，然后上載到計算機。熱電偶必須長度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質量小響應快，得到的結果精確。有幾種方法將熱電偶附著于 PCB,較好的方法是使用高溫焊錫如銀 /錫合金，焊點盡量最小。（也叫熱導膏或熱油脂 ）斑點另一種可接受的方法，快速、容易和對大多數(shù)應用足夠準確，少量的熱化合物 覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶（如Kapton）粘住。還有一種方法來附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒有其它方法可靠。 著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在 PCB 焊盤和相應的元件引腳或金屬端之間。（圖一、將熱電偶尖附著在 P

4、CB 焊盤和相應的元件引腳或金屬端之間 ）錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的信息對溫度曲線是至關重要的，如：所希望的溫度曲線持續(xù)時間、 錫膏活性溫度、合金熔點和所希望的回流最高溫度。開始之前，必須理想的溫度曲線有個基本的認識。理論上理想的曲線由四個部分或區(qū)間組成，前面三個區(qū) 加熱、最后一個區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓達到更準確和接近設定。大多數(shù)錫膏都能 用四個基本溫區(qū)成功回流。n（圖二、理論上理想的回流曲線由四個區(qū)組成，前面三個區(qū)加熱、最后一個區(qū)冷卻產(chǎn)品的溫度 而溫度上 PCB達到活性溫度。爐的預熱區(qū)一般占整個加熱通道長度的預熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將 PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提

5、升到所須的活性溫度。在這個區(qū), 以不超過每秒25° C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會引起某些缺陷，如陶瓷電容的細微裂紋, 升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠的時間使2533%。活性區(qū)，有時叫做干燥或浸濕區(qū)，這個區(qū)一般占加熱通道的3350%，有兩個功用，第一是，將 PCB在相當穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質量的元件在溫度上同質，減少它們的相當溫差。第二個功能是，允許助 焊劑活性化，揮發(fā)性的物質從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120150° C,如果活性區(qū)的溫度設定太高，助焊劑沒有足夠的時間活性化，溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的錫膏制造商允 許活性化期間一些溫度的

6、增加，但是理想的曲線要求相當平穩(wěn)的溫度，這樣使得PCB的溫度在活性區(qū)開始和結束時是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐 子，將提高可焊接性能，使用者有一個較大的處理窗口?；亓鲄^(qū)，有時叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度?；钚詼囟瓤偸潜群辖鸬娜埸c溫度低一點，而峰值溫度總是在熔點上。 典型的峰值溫度范圍是 205230 ° C,這個區(qū)的溫度設定太高會使其溫升斜率超 過每秒25° C,或達到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起 PCB的過分卷曲、脫層或燒損，并 損害元件的完整性。

7、今天，最普遍使用的合金是 Sn63/Pb37,這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個特定溫度下183 ° C。熔化的合金，非共晶合金有一個熔化的范圍，而不是熔點，有時叫做塑性裝態(tài)。本文所述的所有例子都是 指共晶錫/鉛，因為其使用廣泛，該合金的熔點為理想的冷卻區(qū)曲線應該是和回流區(qū)曲線成鏡像關系。 得到焊接點的質量越高，結合完整性越好。越是靠近這種鏡像關系， 焊點達到固態(tài)的結構越緊密,該設定將決定PCB在加熱通道所花的時間。 典型的錫作溫度曲線的第一個考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設定，膏制造廠參數(shù)要求34分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長度除以總的加熱感溫時間，即為準確的傳輸帶6英尺*

8、 4分鐘=每速度，例如，當錫膏要求四分鐘的加熱時間，使用六英尺加熱通道長度，計算為: 分鐘1.5英尺=每分鐘18英寸。接下來必須決定各個區(qū)的溫度設定，重要的是要了解實際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。顯示溫 度只是代表區(qū)內(nèi)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度將相對比區(qū)間溫度較高，熱電偶 越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應區(qū)間溫度。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實際區(qū)間溫度的關系。 本文中將考慮的是區(qū)間溫度而不是顯示溫度。表一列出的是用于典型 PCB裝配回流的區(qū)間溫度設定。表一、典型PCB回流區(qū)間溫度設定區(qū)間區(qū)間溫度設定區(qū)間末實際板溫預熱210°

9、 C(410 ° F)140° C(284 ° F)活性177° C(350 ° F)150° C(302 ° F)回流250° C(482° C)210° C(482 ° F)速度和溫度確定后，必須輸入到爐的控制器。看看手冊上其它需要調整的參數(shù)，這些參數(shù)包括冷卻風扇速度、強制空氣沖擊和惰性氣體流量。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動機器，爐子穩(wěn)定后（即，所有實際顯示溫度接近符合設定參數(shù)）可以開始作曲線。下一部將 PCB放入傳送帶，觸發(fā)測溫儀開始記錄數(shù)據(jù)。為了方便， 有些測溫儀包括觸發(fā)功能， 在

10、一個相對低的溫度自動啟動測溫儀，典型的這個溫度比人體溫度 37° C（98.6 °F）稍微高一點。例如，38° C（100 ° F）的自動觸發(fā)器，允許測溫儀幾乎在PCB剛放入傳送帶進入爐時開始工作，不至于熱電偶在人手上處理時產(chǎn)生誤觸發(fā)。一旦最初的溫度曲線圖產(chǎn)生，可以和錫膏制造商推薦的曲線或圖二所示的曲線進行比較。首先，必須證實從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時間和所希望的加熱曲線居留時間相協(xié)調，如果太長，按 比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。下一步，圖形曲線的形狀必須和所希望的相比較（圖二），如果形狀不協(xié)調，則同下面的圖形 （圖三六）進行比較。選擇與實

11、際圖形形狀最相協(xié)調的曲線。應該考慮從左道右（流程順序）的偏差，例如，如果預熱和回流區(qū)中存在差異，首先將預熱區(qū)的差異調正確，一般最好每次調一個參數(shù)，在作進一步調整之前運行這個 曲線設定。這是因為一個給定區(qū)的改變也將影響隨后區(qū)的結果。我們也建議新手所作的調整幅度相當較小 一點。一旦在特定的爐上取得經(jīng)驗，則會有較好的“感覺”來作多大幅度的調整?；亓鳒?度I活性溫度溫度a） 理論上理想的回淀曲線魯預憩太多，n2減勿k熱區(qū)b)t38活性溫度設定 / 'Ilk降低活回淙溫度 加熱通道-!_:i 壽頁照送；活性區(qū)；回流K ；拎卻區(qū)i 時間（逮J度函數(shù)）一-活性溫度定太低，增-加其退度圖四、活性區(qū)溫度

12、太高或太低；預熱不夠，,增加預惡區(qū)溫度I: 加熱通道jJ；預照區(qū)；活性區(qū)'回師區(qū)：拎卻區(qū)時間（速度的函數(shù)）.圖三、預熱不足或過多的回流曲線d)叩冷卻不修，" 增加鳳扇速度叵流溫度活性溫度T7加熱通道;預烈區(qū)活性區(qū) I回師區(qū)；冷卻區(qū)時間（速度的®數(shù)）圖六、冷卻過快或不夠當最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應該把爐的參數(shù)記錄或儲存以備后用。雖然這個過程開 始很慢和費力，但最終可以取得熟練和速度，結果得到高品質的PCB的高效率的生產(chǎn)。怎樣設定錫膏回流溫度曲線在使用表面貼裝元件的印刷電路板 （PCB） 裝配中，要得到優(yōu)質的焊點，一條優(yōu)化的回流 溫度曲線是最重要的因素

13、之一。 溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數(shù)， 當在笛 卡爾平面作圖時，回流過程中在任何給定的時間上，代表 PCB 上一個特定點上的溫度形成 一條曲線。幾個參數(shù)影響曲線的形狀， 其中最關鍵的是傳送帶速度和每個區(qū)的溫度設定。 帶速決定 機板暴露在每個區(qū)所設定的溫度下的持續(xù)時間， 增加持續(xù)時間可以允許更多時間使電路裝配 接近該區(qū)的溫度設定。每個區(qū)所花的持續(xù)時間總和決定總共的處理時間。 每個區(qū)的溫度設 定影響 PCB 的溫度上升速度，高溫在 PCB 與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個較大的溫差。增加區(qū) 的設定溫度允許機板更快地達到給定溫度。因此，必須作出一個圖形來決定 PCB 的溫度曲 線。接下來是這個步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。在開始作曲線步驟之前，需要下列設備和輔助工具： 溫度曲線儀、 熱電偶、將熱電偶附 著于 PCB 的工具和錫膏參數(shù)表?？蓮拇蠖鄶?shù)主要的電子工具供應商買到溫度曲線附件工具 箱，這工具箱使得作曲線方便，因為它包含全部所需的附件 （ 除了曲線儀本身 ）?，F(xiàn)在許多回流焊機器包括了一個板上測溫儀， 甚至一些較小的、 便宜的臺面式爐子。 測 溫儀一般分為兩類：實時測溫儀，即時傳送溫度/時間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數(shù)據(jù)，然后上載到計算機。熱電偶必須長度足夠， 并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。 一般較小直徑的熱電偶， 熱質量小響 應快，得到的結果精確