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为什么必需使用炉温曲线测试仪?发表时间:2020-11-23 15:13 为什么必需使用炉温曲线测试仪? 控制好工艺制程的唯一的方法是了解您的工艺制程式,而想要很好地了解您的工艺制程就需要通过测量。 温度曲线是指工艺人员根据所需要焊接的代表性封装电子元器件及焊膏特性制定的“温度-时间”变化曲线。通过链条传送PCB速度和不同温区的温度设置来实现。 把设置温度放置在温度曲线力中并连接就形成一条折线,称为炉温折线。 需要注意的是:温度曲线是回流过程中封装或PCB板上的实际温度变化,而炉温折线是回流炉各温区的温度设置,前者是目的,后者是手段。 温度曲线,一般以预热温度、保温时间、焊接峰值温度和焊接时间来描述,关键参数如下: · 预热开始温度Tsmin; · 预热结束温度Tsmax; · 焊接最低峰值温度Tpmin; · 焊接最高峰值温度Tpmax; · 保温时间ts; · 焊接时间tL; · 焊接驻留时间Tp; · 升温速率v1&v2; · 冷却速率v3。 温度曲线关键参数的设置原则: ①:预热 预热的作用主要有三个:蒸发焊剂中的挥发性成分;减少焊接时PCBA各部位的温度差;助焊剂活化。 ②:焊接峰值温度 焊接峰值温度,由于PCB上每种元件封装的结构与尺寸不同,而且分布密度也不均匀,所以测试温度曲线不是一根曲线,而是一组曲线。温度曲线的设计原则是所有元器件的焊接峰值温度,既不能高于元件的最高耐热温度也不能低于焊接的最低温度要求。通常比焊膏熔点高11~12℃并小于260℃(无铅元器件),在此前提下我们希望焊接的温度越低越好。 较高的温度出现在热容量比较小的元件上(如0402等),较低的温度出现在热容量较大的元件上(如BGA等)。 回流曲线的峰值温度通常是由焊锡的熔点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。一般最小峰值温度大约在焊锡熔点以上30℃左右(以有铅锡膏Sn63Pb37为例,183℃熔融点,则最低峰值温度约210℃左右 ,最高温度约235℃左右)。峰值温度过低就易产生冷接点及润湿不够,熔融不足而致生半田,过高则环氧树脂基板和塑胶部分焦化和脱层易发生,再者超额的共界金属化合物将形成,影响焊接强度。 超过焊锡溶点以上的时间:由于共界金属化合物形成率、焊锡内盐基金属的分解率等因素,其产生及滤出不仅与温度成正比,且与超过焊锡溶点温度以上的时间成正比。 ③:焊接时间 焊接时间主要取决于PCB的热特性和元器件的封装,只要能够使所有焊点达到焊接温度以及BGA焊锡球与熔融焊膏熔合均匀并达到热平衡即可。 焊接的时间,对于一个普通的焊点而言3~5s足够;对于一块PCBA来说,需综合考虑所有的焊点;同时,还必须考虑减少PCBA不同部位的温度差以减少热冲击或热变形。因此,PCBA的焊接与单点的焊接有本质的差别,焊接时间会大大延长。 与工艺联系起来看,比如采用的是有铅工艺还是无铅工艺,是Im-Sn还是HASL,不同的工艺条件,对温度曲线的要求是不同的。 一般而言一个比较好的温度曲线,应该具备: 1)PCBA上最大热容量处与最小热容量处在预热结束时温度汇交,也就是整板温度达到热平衡; 2)整板上最高峰值温度满足元件耐热要求,最低峰值温度符合焊点形成要求; 3)BGA封装上的最高温度与最低温度之间不得有大于5℃的温差存在,一般不允许超过7℃; 4)通过建立温度曲线,首先按照PCBA的热特性对其进行工艺性分类,以便对每类产品确定合适的温度曲线; 5)基于我们关心的问题- 焊点的形成温度、封装的最高温度以及温度均匀性,应该选择有代表性的封装作为我们的分类条件,能够反映PCBA上最高温度、最低温度以及BGA焊接质量的点作为测试点。 评估回流焊炉温度曲线测试 在焊接工艺制程控制中的必要性 有几点原因可以说明目前SMT工厂在回流焊上需要有自己的温度曲线测试仪的重要性。 首先,使用SMT炉温曲线测试仪是整个回流焊炉运作过程中控制工艺制程的关键。没有温度曲线测试仪,你将无法知道炉子的机能是否完善,是否需要校验等等。 其次,温度曲线测试仪对帮助厂商在规范作业下,进行所有线路板上元器件的校验及焊接以确保高可靠低损耗的生产起关键性的作用。 举例说明:一些SMT电子元器件IC芯片的最高融点为240C; |