回流焊温度曲线作用与测试方法
时间：2020-09-28 15:45:23 来源：广晟德
回流焊温度曲线是指贴片元件通过回流焊炉时，元件上某一引脚上的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种质管的方法，来分析某个元器件在整个回流焊过程中的温度变化情况。它对于获得最佳的可焊性，避免由于超温而对元器件造成损坏以及保证焊接质量都起到很大作用。温度曲线是保证焊接质量的关键，实际温度曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。下面广晟德回流焊与大家详细分享一下回流焊温度曲线作用与测试方法。
一、回流焊温度曲线的作用
回流焊接是在SMT工业组装基板上形成焊接点的主要方法，在SMT工艺中回流焊接是核心工艺。因为表面组装PCB的设计，焊膏的印刷和元器件的贴装等产生的缺陷， 最终都将集中表现在焊接中，而表面组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量， 如果没有合理可行的回流焊接工艺，前面任何工艺控制都将失去意义。而回流焊接工艺的表现形式主要为回流温度曲线，它是指PCB的表面组装器件上测试点处温度随时间变化的曲线。因而回流焊温度曲线是决定焊接缺陷的重要因素。 因回流焊曲线不适当而影响的缺陷形式主要有：部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及生半田、PCB脱层起泡等。因此适当设计回流焊温度曲线可得到高的良品率及高的可靠度，对回流温度曲线的合理控制，在生产制程中有着举足轻重的作用。
二、回流焊温度曲线的测试方法
回流温度曲线的测试，一般采用能随PCB板一同进入炉膛内的温度采集器（即温 度记忆装置）进行测试，测量采用K型热电偶（依测量温度范围及精度而采用不 同材质制成各种类型热电偶），偶丝直径0.1~0.3mm为宜,测试后将记忆装置数据输入PC专用测试软件，进行曲线数据分析处理、打印出PCB 组件温度曲线。
1. 热电偶的安装
2. 测试点的选取
一般至少三点,能代表 PCB组件上温度变化的测试点(能 反映 PCB 组件上高、中低温部位的温度变化)； 一般情况下，最高温度部位在PCB与传送方向相垂直的无元件边缘中心处，最低温度在PCB靠近中心部位的大型元件之半田端子处（PLCC.QFP 等），另外对耐热性差部品表面要有测试点,以及客户的特定要求.
3. 温度曲线测试点安装:
热电偶与测试位置要可靠连接,否则会产生热阻,另外与热电偶接触的材料以及固定热电偶的材料应是最小的,因其绝热或吸热作用将直接影响热电偶测量值的真实性。常用的四种热电偶连接方式：
A 高温焊料 ：熔点高于290℃,导热性好,热电偶与PCB表面之间热阻小,机械强度高,连接可靠测量误差小,可连续测试. 焊接技术难度大,改变测试点不方便,容易因过热而损坏PCB焊盘或元器件,不能将热电偶与不浸锡表面连接. 适用于固定点连续测试。
B 胶粘剂：可将热电偶与不浸锡表面连接,能经受几个周期的再流焊温度. 粘接后固化,操作不便,残留胶清除困难. 适用于固定点连续测试。
C 高温胶带： 可将热电偶与不浸锡表面连接,改变测试点简单方便. 随着温度升高,胶带粘着力下降,热电偶偏离测试点,引起测试误差,不能将热电偶固定 在狭小位置. 适用于多点测试。
D 机械连接： 连接结实可靠,经得住反复测试,可对狭小位置进行测试机械部件增加了热电偶附近热容量,测试成本高. 适用于高密度多点连续测试。
目前我们采用的多是高温焊料方式,用高温焊料贴片胶或高温胶带纸将记忆装置的热电偶测试头分别固定到PCB的测试点部位,再用高温度胶带/胶水把热 电偶丝固定,以免因其移动影响测量数据 ,焊接固定时,焊接量尽量小和均匀,固定用胶水也尽量是很薄一层.
4. 测试板的要求
5. 回流焊温度曲线测试其他注意事项
a. 将测试板与记忆装置一起放入炉膛时,注意记忆装置距测试PCB板距离在100mm以上,以免热量干扰.
b. 相关实验数据表明:回流炉在开机30mim后才能达到炉体热平衡,因此要求在开启炉子至少运行30mim后才可进行温度曲线的测试及生产.
c. 温度曲线图打印出来后依预热的温度时间,回流峰值温度,回流时间以及升降温速率等综合考虑调整设备至满足温度曲线要求,因测试点热容量的不同以及表征回流炉性能的温度不均匀性因素 ,三个测试点温度曲线将会存在一定差异.
d. 温度曲线的记录:除打印出的温度曲线外,要 表明各参数要求的范围及实际值 ;设备的设定值;测试点位置分布及测试板投入方向以及测定时间及结果判定等.
e. 测定频度:原则上每周一次(客户别要求时 依客户要求执行),在设定变更,产品变更时,视需要进行温度曲线的测试.
推荐阅读：八温区微循环回流焊 什么是回流焊温度曲线 回流焊温度曲线测量方法 回流焊温度曲线如何设定
一、回流焊温度曲线的作用
回流焊接是在SMT工业组装基板上形成焊接点的主要方法，在SMT工艺中回流焊接是核心工艺。因为表面组装PCB的设计，焊膏的印刷和元器件的贴装等产生的缺陷， 最终都将集中表现在焊接中，而表面组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量， 如果没有合理可行的回流焊接工艺，前面任何工艺控制都将失去意义。而回流焊接工艺的表现形式主要为回流温度曲线，它是指PCB的表面组装器件上测试点处温度随时间变化的曲线。因而回流焊温度曲线是决定焊接缺陷的重要因素。 因回流焊曲线不适当而影响的缺陷形式主要有：部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及生半田、PCB脱层起泡等。因此适当设计回流焊温度曲线可得到高的良品率及高的可靠度，对回流温度曲线的合理控制，在生产制程中有着举足轻重的作用。
二、回流焊温度曲线的测试方法
回流温度曲线的测试，一般采用能随PCB板一同进入炉膛内的温度采集器（即温 度记忆装置）进行测试，测量采用K型热电偶（依测量温度范围及精度而采用不 同材质制成各种类型热电偶），偶丝直径0.1~0.3mm为宜,测试后将记忆装置数据输入PC专用测试软件，进行曲线数据分析处理、打印出PCB 组件温度曲线。
1. 热电偶的安装
a. 感应温度用的热电偶,在使用和安装过程中,应确保除 测试点外,无短接现象发生,否则无法保证试精度,测试点尽可能小.
b. 热电偶 在与记忆装置或其它测试设备相连接时,其极性应与设备要求一致,热电偶将温度转变为电动势,所以连接时有方向要求.(目前我们使用的热电偶插头有正负极 区分)
2. 测试点的选取
一般至少三点,能代表 PCB组件上温度变化的测试点(能 反映 PCB 组件上高、中低温部位的温度变化)； 一般情况下，最高温度部位在PCB与传送方向相垂直的无元件边缘中心处，最低温度在PCB靠近中心部位的大型元件之半田端子处（PLCC.QFP 等），另外对耐热性差部品表面要有测试点,以及客户的特定要求.
3. 温度曲线测试点安装:
热电偶与测试位置要可靠连接,否则会产生热阻,另外与热电偶接触的材料以及固定热电偶的材料应是最小的,因其绝热或吸热作用将直接影响热电偶测量值的真实性。常用的四种热电偶连接方式：
A 高温焊料 ：熔点高于290℃,导热性好,热电偶与PCB表面之间热阻小,机械强度高,连接可靠测量误差小,可连续测试. 焊接技术难度大,改变测试点不方便,容易因过热而损坏PCB焊盘或元器件,不能将热电偶与不浸锡表面连接. 适用于固定点连续测试。
B 胶粘剂：可将热电偶与不浸锡表面连接,能经受几个周期的再流焊温度. 粘接后固化,操作不便,残留胶清除困难. 适用于固定点连续测试。
C 高温胶带： 可将热电偶与不浸锡表面连接,改变测试点简单方便. 随着温度升高,胶带粘着力下降,热电偶偏离测试点,引起测试误差,不能将热电偶固定 在狭小位置. 适用于多点测试。
D 机械连接： 连接结实可靠,经得住反复测试,可对狭小位置进行测试机械部件增加了热电偶附近热容量,测试成本高. 适用于高密度多点连续测试。
目前我们采用的多是高温焊料方式,用高温焊料贴片胶或高温胶带纸将记忆装置的热电偶测试头分别固定到PCB的测试点部位,再用高温度胶带/胶水把热 电偶丝固定,以免因其移动影响测量数据 ,焊接固定时,焊接量尽量小和均匀,固定用胶水也尽量是很薄一层.
4. 测试板的要求
a. 原则上要采用本机种的完整的回流后产品来制作,以保证真实地反映该产品在回流炉内的温度变化情况
b. 采用其他代替测试板要符合以下要求:基板材质相同,基板外形尺寸要相同,基板厚度相同,贴片部品数大致相当以及吸热或耐热性近部品.
5. 回流焊温度曲线测试其他注意事项
a. 将测试板与记忆装置一起放入炉膛时,注意记忆装置距测试PCB板距离在100mm以上,以免热量干扰.
b. 相关实验数据表明:回流炉在开机30mim后才能达到炉体热平衡,因此要求在开启炉子至少运行30mim后才可进行温度曲线的测试及生产.
c. 温度曲线图打印出来后依预热的温度时间,回流峰值温度,回流时间以及升降温速率等综合考虑调整设备至满足温度曲线要求,因测试点热容量的不同以及表征回流炉性能的温度不均匀性因素 ,三个测试点温度曲线将会存在一定差异.
d. 温度曲线的记录:除打印出的温度曲线外,要 表明各参数要求的范围及实际值 ;设备的设定值;测试点位置分布及测试板投入方向以及测定时间及结果判定等.
e. 测定频度:原则上每周一次(客户别要求时 依客户要求执行),在设定变更,产品变更时,视需要进行温度曲线的测试.
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