【正文】 apton表面的焊接過程的熱電極污染之間有明顯的不同。 過程維護(hù)　　要求零件夾具清潔度的維護(hù)，以保證零件繼續(xù)平齊地坐入底座。在使用單面電線的地方，在聚酰亞胺的上面可能有記號或變色，但不應(yīng)該看到燒結(jié)或分離。 質(zhì)量控制與檢查　　當(dāng)焊點(diǎn)冷卻時(shí)維持壓力，減少干焊點(diǎn)(dry joint)的可能性。現(xiàn)代設(shè)計(jì)有或者氣動或者馬達(dá)驅(qū)動裝置，熱電極冷卻的內(nèi)置閥。 力的控制和簡單系統(tǒng)的例子　　多數(shù)這類回流焊點(diǎn)要求少于20磅的壓力。電源供應(yīng)可編程來觸發(fā)一個(gè)繼電器，這個(gè)繼電器是控制回流階段結(jié)束時(shí)的空氣流動和迅速冷卻焊接點(diǎn)與熱電極。冷卻　　冷卻是一個(gè)可編程溫度，在這一點(diǎn)，控制器將驅(qū)動頭到上面的位置。C回流，熱電極必須設(shè)定更高，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)損失。理想地，可編程時(shí)間為 秒遞增，溫度為一度的遞增。升溫　　升溫到焊接溫度的時(shí)間應(yīng)該可編程，以允許精確的加熱率控制。 焊接控制器驅(qū)動焊接頭和熱電極模塊到零件 以一個(gè)預(yù)設(shè)的壓力，開始加熱過程。操作員在這個(gè)期間還應(yīng)該防止碰到熱電極，也應(yīng)該防止夾住的危險(xiǎn)。推薦使用低固含量的助焊劑，因?yàn)楣腆w含量越低，熱電極的污染越少。通常用助焊劑來保證清除任何氧化物障礙，以允許適當(dāng)?shù)娜蹪癜l(fā)生。對于較密間距的應(yīng)用，焊錫通常在回流之前通過熱空氣均勻。 準(zhǔn)備　　較常見的，兩個(gè)零件都要預(yù)先鍍錫。如果不可能有定位孔，零件可以從方邊上定位和夾緊。模具座應(yīng)該完全平整，因?yàn)樵摴に嚨馁|(zhì)量決定于當(dāng)施加熱電極壓力時(shí)達(dá)到熱量均勻分布。在機(jī)器工藝中的這些技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生在橫跨長度上的恒溫設(shè)計(jì)，專門的合金取得平整與共面性。如果是這樣，將跡線較薄的一面定位在PCB上，這將減少當(dāng)熱電極推下跡線時(shí)熱電極損傷跡線的機(jī)會。表一的尺寸只是指導(dǎo)性的。在焊錫量沒有好好控制或者空間受限制的地方，寬的熱電極，可是，熱電極的壽命與性能將減少。熱電極的寬度應(yīng)該提供充分的熱傳導(dǎo)，以達(dá)到在最短的時(shí)間內(nèi)完成焊接，因此消除對零件的溫度危害。　　電線(flex)的設(shè)計(jì)也將影響焊錫量?！　CB焊盤上要求的焊錫數(shù)量取決于幾個(gè)因素。PCB上任何屏蔽都在焊接區(qū)域有同等的影響。相等尺寸的小跡線作擋熱墻用，保證焊接區(qū)域相同的加熱。 散熱、焊盤區(qū)域設(shè)計(jì)問題，解決方案　　熱可能很容易從焊接區(qū)域傳導(dǎo)到大的焊盤，如果位置太靠近焊接區(qū)域(圖一A)。象陶瓷基板這樣的材料必須以一種更受控的方式來加熱，以減少破裂的機(jī)會?！　∪嵝噪娐飞细〉暮副P寬度將幫助兩個(gè)零件的定位與對中。熱電極的尺寸是關(guān)鍵的，因?yàn)樗仨氝m合窗口，并允許熔化的焊錫流動的空間。這個(gè)設(shè)計(jì)不容許過多焊錫在PCB焊盤上，因?yàn)榇嬖诤苌倏臻g來過多流動。聚酰亞胺通過絕緣體傳導(dǎo)熱量到暴露的跡線和PCB焊盤。在工藝過程中，焊錫也將熔濕跡線頂部。電線(flex)的厚度范圍是 ~ (~)。C的短期焊接溫度。兩種最常見的銅導(dǎo)線是軋制韌化(RA, rolled annealed)銅和電解沉淀(ED, electrodeposited)銅；電解沉淀銅最有成本效益，被廣泛使用。一個(gè)好焊點(diǎn)應(yīng)該是焊錫充分地結(jié)合兩個(gè)表面，在兩個(gè)零件表面發(fā)生熔濕(wetting)。以一個(gè)精確的壓力，頭發(fā)信號給控制器，開始熱電極的加熱循環(huán)。在整個(gè)加熱、回流和冷卻周期內(nèi)要施加壓力。 C會造成溫度沖擊。冷卻速率應(yīng)控制在每秒4176。 整個(gè)溫度曲線應(yīng)該從45176。 C之間，將裝配板保溫90秒鐘；裝配板在保溫區(qū)結(jié)束時(shí)應(yīng)該達(dá)到溫度均衡。 如圖一所示，RSS溫度曲線開始以一個(gè)陡坡溫升，在90秒的目標(biāo)時(shí)間內(nèi)大約150176。當(dāng)使用線性的RTS溫度曲線時(shí)，大多數(shù)錫膏的化學(xué)成分都顯示充分的濕潤活性。保溫應(yīng)該在裝配達(dá)到焊錫回流溫度之前，把裝配上所有零件的溫度達(dá)到均衡，使得所有的零件同時(shí)回流。這種爐的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以對裝配板逐漸地和一致地提供熱量，不管零件的顏色和質(zhì)地。一個(gè)裝配上的某些區(qū)域可以達(dá)到比其它區(qū)域高得多的溫度，這個(gè)溫度變化叫做裝配的D T。 圖三、預(yù)熱不足或過多的回流曲線圖四、活性區(qū)溫度太高或太低圖五、回流太多或不夠圖六、冷卻過快或不夠當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲存以備后用。應(yīng)該考慮從左道右(流程順序)的偏差，例如，如果預(yù)熱和回流區(qū)中存在差異，首先將預(yù)熱區(qū)的差異調(diào)正確，一般最好每次調(diào)一個(gè)參數(shù)，在作進(jìn)一步調(diào)整之前運(yùn)行這個(gè)曲線設(shè)定。 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(jìn)行比較。F)稍微高一點(diǎn)。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動機(jī)器，爐子穩(wěn)定后(即，所有實(shí)際顯示溫度接近符合設(shè)定參數(shù))可以開始作曲線。C) 210176。F) 150176。F) 140176。本文中將考慮的是區(qū)間溫度而不是顯示溫度。 4 分鐘 = 每分鐘 英尺 = 每分鐘 18 英寸。 理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。 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。典型的峰值溫度范圍是205~230176。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(gè)較大的處理窗口。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過每秒2~5176。理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。 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。 熱電偶必須長度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。 在開始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)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。 每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)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(gè)較大的溫差。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過程中在任何給定的時(shí)間上，代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。外形尺寸WINDOWS95中文版，256色VGA顯示器 電源供應(yīng)0．5s 記錄時(shí)間2℃ 調(diào)整再流焊爐的設(shè)定參數(shù)后，需要等爐溫穩(wěn)定，并且等待溫度記錄器和測試板的溫度冷卻至室溫后才能開始下一次測試。用高熔點(diǎn)焊料(例如SnIO／Pb88／A82熔點(diǎn)268℃的焊錫)焊接，或用膠粘劑將熱電偶探頭固定在測試點(diǎn)。對此，應(yīng)結(jié)合爐子的具體情況分析，以便全面的反映印制板各部位的真實(shí)受熱狀態(tài)。使用溫度記錄器能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的把再流焊爐的工藝參數(shù)調(diào)整好，克服了以前缺乏測試手段而造成的印制板浪費(fèi)和次品率高等等弊端，給SMT工藝人員帶來極大的便利，生產(chǎn)效率明顯提高。如上所述，用溫度記錄器測試后，操作者可用溫度曲線與所用焊膏的推薦曲線比較，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對再流焊工藝的溫度、速度實(shí)現(xiàn)精確的調(diào)整，獲得最佳焊接質(zhì)量。 于是采取折衷辦法，焊接完B面后，再用熱風(fēng)槍單獨(dú)焊接PLCC44腳元件。印制板上無元件的邊緣，是印制板上溫度最高的區(qū)域，在焊接時(shí)要確保它的溫度不超過印制板所能承受的最高溫度，否則印制板會受高溫而損壞。但是QFPl32腳器件體積大，在熔化后會因其重力大于焊料的表面張力而脫落，以前該廠曾發(fā)生過這種問題。 B面正對A面QFP處有一PLCC44腳器件，其余的SOP集成電路和片阻片容元件，分布在它四周。 下面僅以我們在沈陽某廠的調(diào)機(jī)過程為例說明如何使用溫度記錄器來調(diào)整焊接工藝參數(shù)。 3 wJQ－3溫度記錄器的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送完畢，軟件就將從記錄器內(nèi)讀出的數(shù)據(jù)繪制成曲線(溫度曲線)顯示在PC機(jī)屏幕上。它的工作原理是：將三支(也可用一支或兩支)細(xì)絲狀微型K型熱電偶的探頭用焊料或膠粘劑固定在印制板上需要監(jiān)測的三點(diǎn)上，再把熱電偶與溫度記錄器上的熱電偶插座相連。安裝盤——WJQ－3數(shù)據(jù)分析軟件。 印制板——為具體測試用的板子。而對于儀表控制的再流焊爐來說，沒有這樣的裝置，操作者也就無法知道印制板上的實(shí)際溫度曲線。各溫區(qū)溫控儀表顯示的溫度只是控溫?zé)犭娕妓幬恢眉礌t膛內(nèi)若干個(gè)固定點(diǎn)的溫度，由于控溫?zé)犭娕紲y試點(diǎn)與印制板有一段距離，而且印制板是從爐膛中動態(tài)地穿過，所以溫區(qū)設(shè)定溫度并不是印制板上的實(shí)際溫度。當(dāng)今小型細(xì)間距QFP和BGA等器件大量采用，它們的焊接效果直接決定了整塊印制板焊接的成敗。 加熱過程中，必須考慮對元器件的熱沖擊。影響焊接效果的主要因素包括：元器件的可焊性、焊料的性能和給印制板提供的熱量。 表面安裝技術(shù)(SMT)是包括從元器件、貼裝設(shè)備、焊接設(shè)備及組裝輔助材料等內(nèi)容的綜合系統(tǒng)技術(shù)。 關(guān)鍵詞：再流焊；溫度曲線；溫度記錄器焊接中的印制板從材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、元件布局、焊膏牌號等都各不相同，因此印制板焊接的溫度曲線也就均有差異。 再流焊溫度曲線記錄器的研究與應(yīng)用第七研究室作者：常青　鄭毅　張小燕 　　另外，用環(huán)氧樹脂制造的PCB和電子元件不要求溶劑沖刷或溶劑的處理，因此這給予重大的成本節(jié)約。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)可受益于整體尺寸減少的情況中(如，助聽器)，從表面貼裝技術(shù)封裝消除焊接點(diǎn)和用環(huán)氧樹脂來代替，將幫助減少整體尺寸。由于空間在設(shè)計(jì)PCB和電子設(shè)備時(shí)變得越來越珍貴，裸芯片而不是封裝元件的使用變得越來越普遍。柔性電路的基板材料，如聚脂薄膜(Mylar)1，要求低溫處理工藝。混合微電子封裝大多數(shù)使用在軍用電子中，但也廣泛地用于汽車工業(yè)的引擎控制和正時(shí)機(jī)構(gòu)(引擎罩之下)和一些用于儀表板之下的應(yīng)用，如雙氣控制和氣袋引爆器。這些特性和制造使用已經(jīng)使得它們可以在一級連接的特殊領(lǐng)域中得到接受，包括混合微電子學(xué)(hybird microelectronics)、全密封封裝(hermetic packaging)、傳感器技術(shù)以及裸芯片(bare die)、對柔性電路的直接芯片附著(directchip attachment)。在過去二十年期間，膠劑制造商已經(jīng)開發(fā)出導(dǎo)電性膠(ECA, electrically conductive adhesive)，它是無鉛的，不要求鹵化溶劑來清洗，并且是導(dǎo)電性的。五十多年來，焊接已經(jīng)證明是一個(gè)可靠的和有效的電子連接工藝。　　自從印刷電路板的誕生，鉛錫結(jié)合已經(jīng)是電子工業(yè)連接的主要方法。打破焊接的障礙　　本文介紹，在化學(xué)和粒子形態(tài)學(xué)中的技術(shù)突破已經(jīng)導(dǎo)致新型焊接替代材料的發(fā)展。今天，這個(gè)關(guān)注已經(jīng)擴(kuò)大到包括一個(gè)從電子制造中消除鉛的全球利益。新的工業(yè)革命　　這是改變技術(shù)和工業(yè)實(shí)踐的一個(gè)有趣時(shí)間。都是化學(xué)有關(guān)的東西　　在化學(xué)和粒子形態(tài)學(xué)中的技術(shù)突破已經(jīng)導(dǎo)致新的焊接替代材料的發(fā)展。C)，這使得導(dǎo)電性膠對于固定溫度敏感性元件(如半導(dǎo)體芯片)是理解的，也可用于低溫基板和外殼(如塑料)。焊錫還傳統(tǒng)上使用在第二級連接中，這里由于處理所發(fā)生的傷害是一個(gè)問題，但是因?yàn)檎麄€(gè)電子封裝是密封的，所以焊錫可能沒有必要?！　∪嵝噪娐罚喝嵝噪娐肥鞘褂脤?dǎo)電性膠的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?？臻g的需求　　膠劑制造商正在打破焊接障礙中取得進(jìn)步，由于空間和封裝的考慮，較低溫度處理工藝和溶劑與鉛的使用減少。環(huán)氧樹脂固化溫度不會負(fù)面影響芯片，該連接也消除了鉛的使用。另一個(gè)消除鉛而出現(xiàn)的趨勢是貴金屬作為元件電極的更多用量，如金、銀和鈀，環(huán)氧樹脂可取代這些金屬用作接合材料。并且隨著在電子制造中使用小型和芯片系統(tǒng)(systemonchip)的設(shè)計(jì)，對環(huán)氧樹脂作為一級和二級連接使用的進(jìn)一步研究將進(jìn)行深入。 摘要：再流焊是表面安裝組件生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。本文重點(diǎn)闡述了WJQ－3溫度記錄器的結(jié)構(gòu)與工作原理及應(yīng)用。 1再流焊溫度曲線測試的必要性 再流焊是通過加熱融化預(yù)先涂敷到印制板焊盤上的焊膏，冷卻后實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣聯(lián)接。所以需要針對板子的具體情況調(diào)整加熱溫度和時(shí)間。片式多層陶瓷電容的脆性和精細(xì)多層結(jié)構(gòu)也使得它對熱沖擊相當(dāng)敏感。這種再流焊爐普遍具有3個(gè)以上的溫區(qū)。將這種接口接上長熱電偶，再把熱電偶和印制板一起送入爐膛，可以實(shí)測印制板在爐內(nèi)的溫度曲線，并且可以由軟件實(shí)現(xiàn)對測量結(jié)果的存儲、調(diào)用和打印。 2 　WJQ－3型溫度記錄器的結(jié)構(gòu)與原理 WJQ－3溫度記錄器組件如圖l所示： RS232通訊線——用它可把記錄器的通訊插座與PC機(jī)RS232口連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。 保溫套——它保護(hù)記錄器內(nèi)部電路板免受高溫影響。所配熱電偶為K型。用通訊電纜將記錄器聯(lián)接到PC機(jī)RS－232串行口上，啟動WJQ－3溫度記錄器專用數(shù)據(jù)分析軟件后，打開記錄器電源開關(guān)，啟動通訊功能后，進(jìn)入通訊狀態(tài)。細(xì)絲狀熱電偶探頭微小，可監(jiān)視任何細(xì)小間距器件引腳或焊盤的溫度，并且測量結(jié)果比較接近真實(shí)溫度。A面印刷所用焊膏為Sn63／Pb37(熔點(diǎn)為183℃)。一般情況下，處于下面的小元件如片式阻容元件和 SOP集成電路即使再次熔化，由于熔融焊料表面張力的作用也不會脫落。 A面的QFP是大型關(guān)鍵器件，B面的PLCC44在焊接時(shí)吸熱較多，是印制板上溫度最低的區(qū)域。測試后的溫度曲線如圖2所示： 從圖6中可看出B面除PLCC外的元件均達(dá)到焊接熔化溫度，同時(shí)A面QFP元件的溫度在熔點(diǎn)附近，沒有熔化脫落。我們建議該廠今后可采取在一面的PCB焊盤圖形中央涂敷粘接劑以加強(qiáng)SMD的固定或印制板兩面采用不同熔點(diǎn)的焊膏(至少相差30℃，如一面用183℃的焊膏，另一面用22l℃的焊膏)的方法來解決。它可以將當(dāng)時(shí)爐子的各溫區(qū)設(shè)定溫度、傳動速度、印制板尺寸和名稱保存在與溫度曲線對應(yīng)的數(shù)據(jù)文件中，方便存檔及日后重新生產(chǎn)時(shí)直接調(diào)用。再流焊爐所用的傳動方式不同會影響最高、最低部位的溫度分布情況。將測試點(diǎn)(器件引腳或焊盤)表面的焊錫和助焊劑殘留物清理干凈，并用酒精擦洗。 (3)測試時(shí)，溫度記錄器和測試板的距離最好大于100mm?！　?－350℃ 熱電偶類型177?！痹谑褂帽砻尜N裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點(diǎn)，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。每個(gè)區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總共的處理時(shí)間。接下來是這個(gè)步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。測溫儀一般分為兩類：實(shí)時(shí)測溫儀，即時(shí)傳送溫度/時(shí)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(jì)算機(jī)。 另一種可接受的方法，快速、容易和對大多數(shù)應(yīng)用足夠準(zhǔn)確，少量的熱化合物(也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂)斑點(diǎn)覆蓋