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1、回流焊接溫度曲線 作溫度曲線(profiling)是確定在回流整個(gè)周期內(nèi)印刷電路板(PCB)裝配必須經(jīng)受的時(shí)間/溫度關(guān)系的過(guò)程。它決定于錫膏的特性，如合金、錫球尺寸、金屬含量和錫膏的化學(xué)成分。裝配的量、表面幾何形狀的復(fù)雜性和基板導(dǎo)熱性、以及爐給出足夠熱能的能力，所有都影響發(fā)熱器的設(shè)定和爐傳送帶的速度。爐的熱傳播效率，和操作員的經(jīng)驗(yàn)一起，也影響反復(fù)試驗(yàn)所得到的溫度曲線。 錫膏制造商提供基本的時(shí)間/溫度關(guān)系資料。它應(yīng)用于特定的配方，通常可在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中找到?？墒牵筒牧蠈Q定裝配所能忍受的最高溫度。 涉及的第一個(gè)溫度是完全液化溫度(fullliquidustemperature)或
2、最低回流溫度(T1)。這是一個(gè)理想的溫度水平，在這點(diǎn)，熔化的焊錫可流過(guò)將要熔濕來(lái)形成焊接點(diǎn)的金屬表面。它決定于錫膏內(nèi)特定的合金成分，但也可能受錫球尺寸和其它配方因素的影響，可能在數(shù)據(jù)表中指出一個(gè)范圍。對(duì)Sn63/Pb37，該范圍平均為200~225°C。對(duì)特定錫膏給定的最小值成為每個(gè)連接點(diǎn)必須獲得焊接的最低溫度。這個(gè)溫度通常比焊錫的熔點(diǎn)高出大約15~20°C。(只要達(dá)到焊錫熔點(diǎn)是一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤假設(shè)。) 回流規(guī)格的第二個(gè)元素是最脆弱元件(MVC,mostvulnerablecomponent)的溫度(T2)。正如其名所示，MVC就是裝配上最低溫度“痛苦”忍耐度的元件。從這點(diǎn)看，應(yīng)該建立一個(gè)
3、低過(guò)5°C的“緩沖器”，讓其變成MVC。它可能是連接器、雙排包裝(DIP,dualin-linepackage)的開(kāi)關(guān)、發(fā)光二極管(LED,lightemittingdiode)、或甚至是基板材料或錫膏。MVC是隨應(yīng)用不同而不同，可能要求元件工程人員在研究中的幫助。 在建立回流周期峰值溫度范圍后，也要決定貫穿裝配的最大允許溫度變化率(T2-T1)。是否能夠保持在范圍內(nèi)，取決于諸如表面幾何形狀的量與復(fù)雜性、裝配基板的化學(xué)成分、和爐的熱傳導(dǎo)效率等因素。理想地，峰值溫度盡可能靠近(但不低于)T1可望得到最小的溫度變化率。這幫助減少液態(tài)居留時(shí)間以及整個(gè)對(duì)高溫漂移的暴露量?！ 鹘y(tǒng)地，作回流曲線就
4、是使液態(tài)居留時(shí)間最小和把時(shí)間/溫度范圍與錫膏制造商所制訂的相符合。持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)可造成連接處過(guò)多的金屬間的增長(zhǎng)，影響其長(zhǎng)期可靠性以及破壞基板和元件。就加熱速率而言，多數(shù)實(shí)踐者運(yùn)行在每秒4°C或更低，測(cè)量如何20秒的時(shí)間間隔。一個(gè)良好的做法是，保持相同或比加熱更低的冷卻速率來(lái)避免元件溫度沖擊?！ D一是最熟悉的回流溫度曲線。最初的100°C是預(yù)熱區(qū)，跟著是保溫區(qū)(soakorpreflowzone)，在這里溫度持續(xù)在150~170°C之間(對(duì)Sn63/Pb37)。然后，裝配被加熱超過(guò)焊錫熔點(diǎn)，進(jìn)入回流區(qū)，再到峰值溫度，最后離開(kāi)爐的加熱部分。一旦通過(guò)峰值溫度，裝配冷卻下來(lái)?！ 囟葻犭娕嫉陌惭b
5、 適當(dāng)?shù)貙犭娕及惭b于裝配上是關(guān)鍵的。熱電偶或者是用高溫焊錫合金或者是用導(dǎo)電性膠來(lái)安裝，提供定期檢測(cè)板的溫度曲線精度和可重復(fù)性的工具。對(duì)很低數(shù)量的和高混合技術(shù)的板，也可使用非破壞性和可再使用的接觸探頭。 應(yīng)該使用裝配了元件的裝配板來(lái)通過(guò)爐膛。除非是回流光板(bareboard)，否則應(yīng)該避免使用沒(méi)有安裝元件的板來(lái)作溫度曲線。熱電偶應(yīng)該安裝在那些代表板上最熱與最冷的連接點(diǎn)上(引腳到焊盤(pán)的連接點(diǎn)上)。最熱的元件通常是位于板角或板邊附近的低質(zhì)量的元件，如電阻。最冷的點(diǎn)可能在板中心附近的高質(zhì)量的元件，如QFP(quadflatpack)、PLCC(plasticleadedchipcarrier
6、)或BGA(ballgridarray)。其它的熱電偶應(yīng)該放在熱敏感元件(即MVC)和其它高質(zhì)量元件上，以保證其被足夠地加熱?！ ∪绻们懊嬉呀?jīng)焊接的裝配板，則必須從那些熱電偶將要安裝的連接點(diǎn)上去掉焊錫。因?yàn)榘蹇赡苁怯肧n63/Pb37焊接的，而現(xiàn)在將要用Sn10/Pb90，用后者來(lái)簡(jiǎn)單焊接熱電偶將會(huì)產(chǎn)生一種“神秘”合金，或者一種不能維持測(cè)試板所要求的多個(gè)溫度變化的合金。在去掉老的焊錫后，用少量助焊劑，跟著用少量而足夠的高溫焊錫。如果用導(dǎo)電性膠來(lái)安裝熱電偶，同樣的步驟去掉下面的Sn63/Pb37(或其它合金)。這是為了避免破壞熱電偶的膠合附著，從而可能導(dǎo)致回流期間的托焊?！ ⊥扑]使用K型、
7、30AWG的熱電偶線，最好預(yù)先焊接。在安裝之后，熱電偶引線引到PCB裝配的后面(相對(duì)行進(jìn)方向)。有人寧愿用一個(gè)接頭接在熱電偶引線的尾沿。這樣測(cè)量設(shè)備可很快連接和分開(kāi)。開(kāi)普敦(Kapton)膠帶(一種耐高溫膠帶)用來(lái)在適當(dāng)位置固定熱電偶的引線?！ 《鄶?shù)回流機(jī)器裝備有機(jī)上作溫度曲線的軟件，允許熱電偶引線插在爐子上，實(shí)時(shí)地從系統(tǒng)顯示屏幕上跟蹤。有人寧愿使用數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，和測(cè)試裝配板一起從爐中通過(guò)，以可編程的時(shí)間間隔從多個(gè)熱電偶
