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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。溫度曲線是施加於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
2、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)的溫度之間産生一個較大的溫差。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，用以産生和優(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、將熱電偶附著於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，因爲它包含全部所需的附件(除了曲線儀本身)。現(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。測溫儀一般分爲兩類：即
3、時測溫儀，即時傳送溫度/時間資料和作出圖形；而另一種測溫儀採樣儲存資料，然後上載到電腦。熱電偶必須長度足夠，並可經受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質量小回應快，得到的結果精確。有幾種方法將熱電偶附著於PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點儘量最小。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(也叫熱導膏或熱油脂)斑點覆蓋住熱電偶，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，此方法通常沒有其他方法可靠。附著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊
4、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PCB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，其包含的資訊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、最後一個區(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。(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、最後一個區(qū)冷卻)預熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將PCB的溫度從周
5、圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區(qū)，産品的溫度以不超過每秒2~5°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，而溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠的時間使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25~33%?；钚詤^(qū)，有時叫做乾燥或浸濕區(qū)，這個區(qū)一般占加熱通道的33~50%，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範圍是120~150°C，如果活性區(qū)的溫度設定太高，助焊劑
6、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。雖然有的錫膏製造商允許活性化期間一些溫度的增加，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視窗?；亓鲄^(qū)，有時叫做峰值區(qū)或最後升溫區(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。典型的峰值溫度範圍是205~230°C，這個區(qū)的溫度設定太高會使其溫升斜率超過每秒
7、2~5°C，或達到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過分捲曲、脫層或燒損，並損害元件的完整性。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熔化的合金，非共晶合金有一個熔化的範圍，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，因爲其使用廣泛，該合金的熔點爲183°C。理想的冷卻區(qū)曲線應該是和回流區(qū)曲線成鏡像關係。越是靠近這種鏡像關係，焊點達到固態(tài)的結構越緊密，得到焊接點的質量越高，結合完整性越好。作溫度曲線的第一個考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設定，該設定將決定PCB在加
8、熱通道所花的時間。典型的錫膏製造廠參數(shù)要求3~4分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長度除以總的加熱
