幾個參(can)數影響曲線(xian)的形狀,其中(zhong)最關鍵的是(shì)傳送帶速🚶度(du)和每個區的(de)溫度設定。帶(dai)速決定機闆(pǎn)暴露在每個(ge)區所設定的(de)溫度下的持(chí)續時間,增加(jiā)持續🈚時間可(ke)以允許更多(duo)時間使電路(lu)裝配接近該(gai)區的溫度設(she)定。每個區所(suǒ)花的持續時(shí)間總和決定(ding)總共的處理(lǐ)時間。
每個區(qū)的溫度設定(ding)影響PCB的溫度(dù)上升速度,高(gāo)溫在PCB與區的(de)💚溫度之間産(chan)生一個較大(da)的溫差。增加(jiā)區的㊙️設定溫(wen)度允許♻️機闆(pǎn)更快地達到(dào)給定溫度。因(yīn)此,必須作出(chū)一個圖形來(lai)決定PCB的溫度(du)曲線👉。接下來(lai)是這個步驟(zhòu)的輪廓,用以(yǐ)産生和優化(hua)圖形。
在開始(shi)作曲線步驟(zhou)之前,需要下(xia)列設備和輔(fu)助工具:溫度(du)曲線儀、熱電(diàn)偶、将熱電偶(ou)附着于PCB的工(gong)具和錫膏參(can)數表。可從大(dà)多數主要的(de)電子工具供(gong)應商買到溫(wen)度曲線附件(jiàn)工具箱,這工(gong)具箱🚩使得作(zuo)曲線方便,因(yin)爲它包含全(quán)🐉部所需的附(fu)件(除了曲線(xiàn)儀本身)。
現在(zài)許多回流焊(hàn)機器包括了(le)一個闆上測(cè)溫儀,甚至🥵一(yī)些較小🈲的、便(bian)宜的台面式(shi)爐子。測溫儀(yí)一般分爲兩(liang)類:實時測溫(wēn)儀,即時傳送(sòng)溫度/時間數(shu)據和作🈚出圖(tu)形;而另一😄種(zhong)測溫儀采樣(yàng)儲存數☁️據,然(rán)後上載到計(ji)算機‼️。
熱電偶(ou)必須長度足(zú)夠,并可經受(shou)典型的爐膛(tang)溫度。一🈲般較(jiao)小🔱直徑的熱(rè)電偶,熱質量(liang)小響應快,得(de)到的結果精(jīng)确。
有幾種方(fāng)法将熱電偶(ǒu)附着于PCB,較好(hao)的方法是使(shǐ)用高溫焊錫(xī)如銀/錫合金(jin),焊點盡量最(zuì)小。
另一種可(ke)接受的方法(fa),快速、容易和(hé)對大多數應(ying)用❗足夠準确(què),少量的熱化(huà)合物(也叫熱(re)導膏或熱油(yóu)脂)斑點覆蓋(gài)住熱電偶,再(zài)用📱高溫膠帶(dài)(如Kapton)粘住。
附(fù)着的位置也(ye)要選擇,通常(chang)最好是将熱(re)電偶尖附着(zhe)在PCB焊盤和相(xiàng)應的元件引(yǐn)腳或金屬端(duān)之間。
(
錫膏(gāo)特性參數表(biao)也是必要的(de),其包含的信(xin)息對溫度🥵曲(qu)線是至關重(zhong)要的,如:所希(xī)望的溫度曲(qǔ)線持續時間(jiān)、錫膏🍉活性溫(wen)度、合金🚩熔點(diǎn)和所希望的(de)回流最高溫(wēn)度。
開始之前(qian),必須理想的(de)溫度曲線有(yǒu)個基本的認(ren)識🤞。理論上😘理(lǐ)想的曲線由(yóu)四個部分或(huò)區間組成,前(qian)面🐇三個區加(jiā)🧑🏽🤝🧑🏻熱、最後一個(ge)區冷卻。爐的(de)溫區越多,越(yuè)能👄使溫度曲(qu)線的輪廓達(dá)到更準确和(he)接近設定。大(da)多數錫膏都(dōu)能用四個基(ji)本溫區成功(gōng)回流。
活(huo)性區,有時叫(jiao)做幹燥或浸(jìn)濕區,這個區(qu)一般占加熱(re)💁通道的33~50%,有兩(liǎng)個功用,第一(yi)是,将PCB在相當(dang)穩定的溫度(dù)下感溫,允許(xǔ)不同質量的(de)元件在溫度(dù)上同質,減少(shǎo)它們的相當(dāng)🐉溫差。第二個(gè)功能是,允許(xu)助焊劑活性(xìng)化,揮發♈性的(de)物質💃🏻從錫膏(gao)中揮發。一般(ban)普遍的活‼️性(xìng)溫度範圍是(shi)120~150°C,如果活性區(qu)的溫度設定(ding)太高,助焊劑(jì)沒有足夠的(de)時間活性化(huà),溫度曲線的(de)斜率🚶是一個(gè)向上遞增的(de)斜率。雖然有(yǒu)的錫膏制造(zao)商允許活性(xìng)化期間一些(xie)溫度的增加(jia),但是理想的(de)曲線要求相(xiàng)當平穩的溫(wen)度,這樣使得(de)PCB的溫度在活(huó)性區開始和(hé)結束時是相(xiàng)等的。市面上(shang)有的爐子不(bú)能維持平🈲坦(tǎn)的活性溫🐇度(du)曲線,選擇能(neng)維持平坦的(de)活性溫度🔴曲(qu)線⁉️的爐子,将(jiāng)提高可焊接(jiē)性能,使用者(zhě)有一個較大(dà)的處理窗口(kou)。
今天,最普遍(bian)使用的合金(jin)是Sn63/Pb37,這種比例(li)的錫和鉛使(shi)得該合金共(gòng)晶。共晶合金(jīn)是在一個特(tè)定溫度下熔(róng)化的✏️合金,非(fēi)共晶合金有(you)一個熔化的(de)範圍,而不是(shi)熔點,有📱時叫(jiao)做塑性裝☀️态(tai)。本文所述的(de)所有例子都(dou)是指共晶錫(xī)/鉛,因爲其使(shi)用廣泛,該合(he)金的熔點爲(wei)183°C。
理想的冷卻(què)區曲線應該(gāi)是和回流區(qū)曲線成鏡像(xiang)關系。越是靠(kao)近這種鏡像(xiang)關系,焊點達(dá)到固态的結(jié)構越緊密,得(dé)到焊接🧑🏾🤝🧑🏼點的(de)質量越高,結(jie)合完整性越(yuè)好。
作溫度曲(qu)線的第一個(ge)考慮參數是(shì)傳輸帶的速(su)度設🆚定,該設(she)🔴定将決定PCB在(zai)加熱通道所(suǒ)花的時間。典(diǎn)型的錫膏制(zhi)造廠參數要(yao)求3~4分鍾的加(jiā)熱曲線,用總(zong)的加熱通道(dao)長度除以總(zong)的加熱感溫(wen)時間,即爲準(zhun)确的傳輸帶(dài)速度,例如,當(dāng)錫膏要☀️求四(sì)分鍾的加熱(rè)時間,使用六(liù)英尺加熱通(tōng)道長度,計算(suan)爲:6 英尺 ÷ 4 分鍾(zhong) = 每分鍾 1.5 英尺(chǐ) = 每分鍾 18 英寸(cun)。
接下來必須(xu)決定各個區(qu)的溫度設定(dìng),重要的是要(yao)了解實🍓際的(de)區間溫度不(bú)一定就是該(gai)區的顯示溫(wēn)度。顯示溫度(du)隻是代表區(qū)内熱敏電偶(ǒu)的溫度,如果(guǒ)熱電偶越靠(kao)近💃🏻加熱源,顯(xian)示的溫度将(jiāng)相對比區間(jiān)溫度較高,熱(re)電偶越靠近(jìn)PCB的直接通道(dao),顯示的溫度(du)🏃♀️将越能反應(yīng)區間溫度。明(ming)智的是向爐(lu)子制造商咨(zī)詢了解清楚(chu)顯示溫度和(he)實際區間溫(wen)度的關🛀🏻系。本(ben)文中将考✉️慮(lü)的是區間溫(wen)度而不是顯(xiǎn)示溫度。表一(yī)列出的是用(yong)于典型PCB裝配(pei)回流的區間(jian)🌈溫🛀🏻度設定。
表(biao)一、典型PCB回流(liu)區間溫度設(shè)定
|
區間(jiān) |
區間溫(wēn)度設定 |
區間末實際(ji)闆溫 |
|
預(yù)熱 |
|
(284°F) |
|
活性 |
177°C (350°F) |
|
|
250°C (482°C) |
210°C (482°F) |
一旦最初(chū)的溫度曲線(xiàn)圖産生,可以(yi)和錫膏制造(zao)商推薦的曲(qu)線或圖二所(suo)示的曲線進(jin)行比較。
首先(xiān),必須證實從(cóng)環境溫度到(dao)回流峰值溫(wen)度的總時間(jian)和所‼️希望的(de)加熱曲線居(jū)留時間相協(xié)調,如果太長(zhang),按比例地增(zeng)加傳送帶速(sù)度,如果太短(duan),則相反。
下一(yi)步,圖形曲線(xian)的形狀必須(xū)和所希望的(de)相比較(圖二(er)🔞),如果🐇形🌈狀不(bu)協調,則同下(xià)面的圖形(圖(tú)三~六)進♍行比(bǐ)較。選擇與實(shí)際圖形形狀(zhuang)最相協調的(de)曲線。應💜該考(kǎo)慮從左道右(yòu)(流程順序)的(de)偏差,例如,如(rú)果預熱和回(hui)流區中存在(zai)差異,首先将(jiāng)預熱區的差(chà)異調正👨❤️👨确,一(yī)般最好每次(cì)調一個參數(shù),在作進一步(bu)調整之🌈前運(yun)行這個曲線(xiàn)設定。這是因(yīn)爲一個給定(dìng)區的改變也(yě)将影響随後(hou)區的結果。我(wo)們也建議新(xīn)手所作的調(diào)整幅度相當(dang)較小一點。一(yī)旦在特定的(de)爐上取得經(jing)驗,則會有較(jiao)好的“感覺”來(lai)作多大幅度(du)的調整。
圖三(san)、預熱不足或(huò)過多的回流(liú)曲線
圖(tú)五、回流太多(duō)或不夠
圖六(liu)、冷卻過快或(huo)不夠
當最後(hou)的曲線圖盡(jin)可能的與所(suǒ)希望的圖形(xíng)相吻合,應該(gai)把🙇🏻爐的參數(shù)記錄或儲存(cun)以備後用。雖(sui)然這個過程(chéng)開始很慢和(hé)費力,但最終(zhong)可以取得熟(shú)練和速度,結(jie)果得到♋高品(pǐn)質的PCB的高效(xiào)率的生産。
›·