回流焊爐溫曲線測試方法和流程(chéng)
發布時間:2022-02-18 瀏覽:次 責任編輯:晉力達
一(yī)、目的(de)
本(běn)規範規定爐溫曲線的測試周期、測試方法等(děng),以通過定期的、正確的爐溫曲線(xiàn)測試(shì)確定最佳的曲線參數,最終保證 PCB 裝配最佳、穩定質量,提高生產效率和產品直通率,解決(jué)工程人員的(de)測試問題,為企業優化生產,創造更多利潤。
二、定義
1、 回流曲線
在使用焊膏工藝方式(shì)中(zhōng),通(tōng)過固定(dìng)在 PCB 表麵的熱電偶及數據采(cǎi)集器測(cè)試出 PCB 在回流焊爐中時間(jiān)與溫度的(de)可視數據集合,根據焊膏供應商推薦的曲線,對不同產(chǎn)品通(tōng)過適當調整溫度設置及傳輸鏈的速度所得到的最佳的一組爐溫設置參數。
2、 固化曲線
在使用點(diǎn)膠或印膠工藝方式(shì)中,通過固定在 PCB 表麵(miàn)的熱電偶及數據(jù)采集器(qì)測試出 PCB 在固(gù)化爐中時間與溫度的可視(shì)數據集合,根據焊膏供應商推薦的曲線,對(duì)不同(tóng)產品通過適當調(diào)整溫度設置及傳輸鏈的速度所得到的最佳的一(yī)組爐溫設置參數。
3、 基本產品
指在一個產(chǎn)品係列中(zhōng)作為基本型的產品,該係列的(de)其它產(chǎn)品都在此基礎上進(jìn)行貼裝狀態更改或對印製板進行少量的(de)改版,一(yī)般情況下一個產品係列(liè)同一功能的印製板其圖號僅在版本號上進行區分。
4、 派生產品指由於設計貼裝(zhuāng)狀態更改、或印製板在原有基礎上進行少量的改版所生成的其所改動的 CHIP 類器件(jiàn)數量未超(chāo)過 50 隻、同時沒有對外形(xíng)尺寸大於□20mm×20mm 的 IC 器(qì)件(jiàn)(不包括 BGA、CSP 等特殊封裝(zhuāng)的(de)器件)的數量進行調整(zhěng)的產品。
5、 全新產品
指(zhǐ)產品(pǐn)公(gōng)司全新開發、設(shè)計貼裝狀態更(gèng)改或印製板在原有基礎上改版時所生(shēng)成的其所改動的 CHIP 類器件數量超過 50 隻、或對外形尺寸大於□20mm×20mm 的 IC 器件的(de)數量進(jìn)行調整的產品。凡狀(zhuàng)態更改中增加或減(jiǎn)少了 BGA、CSP 等特殊封裝的器件的產品均視(shì)為全新產品。
6、 測(cè)試樣板
指用來測試爐(lú)溫的實裝板,嚴格(gé)來說,該板必須貼裝有與用來測試的生產狀態基本一致的元器件
三、回流焊爐溫測試點的選取(qǔ)
測試點的選取一般最少三個部位,代(dài)表PCB組件上溫度變化的測試點(能反映PCB組件上高、中低溫部位的溫度變化(huà)); 般(bān)情況下(xià),高溫度部位在PCB與傳(chuán)送方向相垂直的元件邊緣(yuán)中(zhōng)心處,低溫度在PCB 靠近中心部位的大型元件半田端子處(PLCC.QFP等),另外對耐(nài)熱性差部品表麵要(yào)有測試點,以及客戶的特定要求。
四、產品測溫(wēn)點的製作(zuò)方法
熱電偶與測試(shì)位置(zhì)要可靠連接,否則會產生熱阻,另(lìng)外(wài)與熱電偶接觸的材(cái)料以及固定熱電偶的材(cái)料應(yīng)是小的,因其熱或吸熱作用將直(zhí)接影響熱(rè)電偶測量值的真實性。
熱電(diàn)偶固定的有以下四種方法(fǎ):
1、使(shǐ)用高溫焊錫,如銀(yín)/錫合金,這個方法通常用於可(kě)以為作曲(qǔ)線和檢驗工藝而用一塊(kuài)專門的參考板的運作,如圖 1 所示。應該注意的是保證最小(xiǎo)的錫量,以避免影響曲線,如圖 2 所示。
2、開普頓(Kapton)或鋁膠(jiāo)帶(dài),或者稱為高溫膠紙,它是最容易(yì)使用,但最(zuì)不可靠的固定方法。使用膠帶作溫度曲線時測溫(wēn)線不可過度彎曲(qǔ),同時熱電(diàn)偶連接(jiē)點在加(jiā)熱期間從接觸表麵提起,導致所量測(cè)到的溫度(dù)曲線會上下飄遊,經常顯示很參(cān)差不齊的曲線,得到的溫度數值會不準確。但(dàn)其因容易使用和不留下影響裝配的殘留物(wù),使得開普頓(dùn)或鋁膠帶成為一個(gè)受歡迎(yíng)的方法。
3、高(gāo)溫膠,如氰基丙(bǐng)烯酸鹽粘合劑,高溫膠的使用(yòng)通常得到熱(rè)電偶對裝配的(de)剛性物理連接。缺點包括高溫膠可能在加熱過程中失效的可能性、作(zuò)完曲線後取下時在(zài)裝配上留下(xià)殘留物;同(tóng)時應該注意使用最小的膠量,因為增加熱質量可能影響溫(wēn)度曲線的結果,如圖 3 所示。
壓力型熱電偶,夾持在線路板的邊緣,使用(yòng)彈力將熱電偶連接點牢固地接觸固定到正在作溫度曲線的裝(zhuāng)配上。壓力探頭快速、容易地使用,對 PCB 沒有破壞性。
4、熱電偶固定時不能將其正負兩極在固(gù)定(dìng)點之前直接接觸,二者必須分離(lí),如圖 4 所示,否則所測試的溫度並非(fēi)固定點的溫度,而是空氣(qì)的溫度,如圖 5、圖 6 所示。
五、測溫(wēn)板的製作方法
1、采用與生產料號一致的(de)樣品板作為測溫板,製作測溫板時,原則上應保留必要的具(jù)有代表性(xìng)的測溫元器件(jiàn),以保證測試測量溫度與實(shí)際生產溫度保持(chí)一致。
2、測溫板與生產料號在無法保持一(yī)致(zhì)情況下,經工程師驗(yàn)證認可,可使用與之同類型的測溫板進行測量。
3、測溫點應該選擇最具有代表性的區域及元件,比如最大及最小吸(xī)熱量的元件,零(líng)件(jiàn)選取優先級(如Socket->Motor->大型BGA ->小型BGA->QFP或SOP->標準Chip)除此之外,還應選擇(zé)介於兩者之間的(de)一(yī)個測溫區。
4、一般測溫點在(zài)每板(bǎn)上不得少於3個,有BGA或大型IC至少選取4個,基於特殊代表型元(yuán)件為首選原則選取元件。
5、位置分布(bù):采用全(quán)板(bǎn)對角線型方式或4角1中心點方式,能涵蓋整塊板位置分布.
6、測(cè)溫線應用耐高(gāo)溫黃膠帶或紅膠固定在測溫板上。
六、測試回流焊爐溫曲(qǔ)線
1、根(gēn)據工程師製定的溫(wēn)度製程界限,爐溫測試技術員基於不(bú)同的回流爐結構先行預設定各區爐(lú)溫,以達到溫度製程要求(qiú).
2、將測溫板上的熱電偶(ǒu)依次插入測試儀的插孔內.戴上保護套,同時注意空氣線必須插入(rù)第一(yī)插孔內。
3、爐溫設定後,待回流爐綠燈正常亮起後(hòu),方可以用(yòng)測溫板(bǎn)進行測試(shì)。
4、將測溫板及(jí)測試儀小心的放入回流焊的傳送帶或鏈條(tiáo)上,並打開測(cè)試(shì)儀的(de)電源及記錄數據開關,進板方式應與所生產(chǎn)的板子相同。
5、測試完成後,在(zài)出板端(duān)取出測(cè)試儀。
6、在電腦端讀出溫度曲(qǔ)線,檢查(chá)曲線是否在合理的製(zhì)程範圍內,否則技術員需要繼續調試各(gè)區溫度,直到測量出符合製程界限的溫度曲線.
焊膏常用的爐(lú)溫曲線分為直線上升型(或三角型,如圖 7 所示)與平台(tái)保溫型(如(rú)圖 8 所示)
愛法有鉛焊膏 RMA9086 與無鉛焊膏 OM338 推薦回(huí)流曲線:
七、對測定的回流焊爐溫數據收集
1、打開電腦測溫軟件程序。並檢查錫膏製程是否OK.
2、輸入相關信息(xī)包括爐溫、溫區、鏈速、測試通道等。
3、根據提示連(lián)接測溫儀,開始讀取(qǔ)數據。
4、根據溫度曲線要求(qiú)分析數據,並將符(fú)合(hé)規定的溫度曲線打印出來,以便存檔(dàng).
5、填寫《溫度(dù)曲線確認(rèn)表》,並有ME、IPQC共同確認OK後張貼(tiē)在回流(liú)爐上。
八、回流焊爐後問題檢查
檢查在此溫度設置下的(de)基板過爐後焊接情況,根據此焊接良率來(lái)確認此設定範圍及爐溫參數設定的合理性。
爐溫(wēn)參數變化(huà)引起不良的解決方法
1、虛(xū)焊:錫(xī)膏沒有或沒充分與器件引腳焊接,可通過提高回流焊溫度或時間來解決。
2、連(lián)焊:通常降低回流區溫度或時間來改善連錫現(xiàn)象。
3、錫珠:由於預熱區(qū)溫度過高或經(jīng)過時間短,導致錫膏中水分、溶劑未充分(fèn)揮發,在回流(liú)區 時飛濺而(ér)形成錫(xī)珠,因此降低預熱區溫度(dù)或時間、減少上升斜率可得以解決(jué)。
4、焊點不光亮:焊點不飽滿所導致的不光亮。可降低回流區溫度或加快鏈速解(jiě)決。
錫膏未(wèi)充分熔化導致的不光亮,可提升(shēng)回流區溫度或減慢鏈速解決。
5、膠液主要不良為粘接強度不(bú)夠(過波峰焊或轉運過程中時易掉件),其解決方法是:由於(yú)固化溫度和時間不(bú)夠所造成(chéng)的,提升溫度或減慢傳輸速度。 因固化溫度過高(gāo)或時間長造成膠水老化所致,則此時降低溫度或加(jiā)快傳輸速度。
九、爐溫測試管理
回流焊爐溫由技術員每天測試一次,若(ruò)換線應重新做,並將正確的溫度曲線圖打印,填寫相應的《溫度曲線確認表》。
1、 爐溫測試周(zhōu)期(qī):原則上工程(chéng)師(shī)根據當月所(suǒ)生產的產品應每月測試一次,將測試結果記錄在“爐溫參數設置登記表”上,並將爐溫曲線打印存檔。
2、 原則上(shàng)全新產品必須經過(guò)爐溫測試,確定準(zhǔn)確的爐溫設置參數,但對批量小於 100 套的全新工程(chéng)師可以根據原有的相似產品根據觀察實物的焊接效果進行自行調整。
3、 全新產品在爐溫測試時應領取新的測試樣板,派生產品可采(cǎi)用原(yuán)基本產品的測試樣板進行爐溫測(cè)試(shì), 以針對不同的產品及狀態設置相應(yīng)準確的爐(lú)溫參數。
十、回流焊(hàn)爐溫測定注(zhù)意事(shì)項(xiàng)
1、如客戶有要求需測量IC/QFP溫(wēn)度時(shí),要將熱電偶 線引接在IC的引腳上。
2、如客戶有要求需測(cè)量BGA溫度時,需在測試板正麵的BGA焊盤處(chù)位置(zhì)上的(de)鑽一(yī)個孔,直至(zhì)反 麵,把熱電偶線從測試(shì)板反麵插入焊接(jiē)到BGA的焊點上,同時將整個BGA焊接在測試板上。
3、如需(xū)測(cè)量手焊元件溫度時,要將熱電偶線從正麵穿過焊孔,伸出(chū)測試(shì)板的長度(dù)為1.5-2mm以便接觸到錫波。
4、在測試的過程中注(zhù)意安全,防止高溫燙傷(shāng)。