一、PCB線路板回焊曲線的分類
一般而言,曲線可概分為(1)有鞍的RSS型(2)無鞍的L型(RTS型Rampto Spike)(3)長鞍型(LSP型Low Long Spike)現(xiàn)說明于后:
(1)有鞍型:
從室溫起步以1—1.5℃/sec的速率,將行走中的板子升溫到110—150℃的鞍首部。然后再以緩升或恒溫方式,在60一90秒內(nèi)拉高到1 5 0—1 7 0℃的鞍尾部,本段主要功用是讓PCB線路板與元件吸足熱量,在內(nèi)外均溫下以便飆升峰溫。此Profi1e之峰溫約240±5℃,TA L(熔點以上之歷時)約50-80秒,冶卻速率3—4℃/sec,總共歷時3-4分鐘。
(2)無鞍型:
全程採直線性升溫,其速率控制在0.8-0.9℃/sec之間,一路提升到峰溫240±5℃。此L型曲線以直線式或稍呈下凹為宜,不可出現(xiàn)隆起狀態(tài),以免板面過熱造成厚板之表層起泡。且此升溫線的2/3長度處不宜超過150℃,其馀參數(shù)同上。
(3)、長鞍型:
當PCB線路板須焊裝多顆BGA時,為了減少球腳中之空洞(Voiding),及供應腹底內(nèi)球充份熱量之考慮,可將有鞍型之鞍部再予平緩延長,以趕走內(nèi)球錫膏中的揮發(fā)份。其做法是以1.25℃/sec的升溫速率起步,到達120℃的初鞍時,即以120-180秒的耗時平緩走到末鞍,然后才往峰溫飆升,其他參數(shù)也與上述者相同。
二、移動式測灄儀(Profiler)之品質(zhì)與手法
此種必備的測溫儀可牽引出的熱偶數(shù)目不等〈4條到36條),其品牌與價格之差異也很大(NT.10萬到30萬)。良好測溫儀之紀錄器可記下的數(shù)據(jù)應包括:起步段之升溫速率、 PCB板面溫差、吸熱段之耗時、峰溫前之飆升速率、峰溫讀値、熔融錫膏之液態(tài)歷時(TAL),以及最后歷程之冷卻速率等重要參數(shù)。
為了要達成使命起見,測溫儀主機盒與內(nèi)部電池都必須能夠耐熱,外形要夠扁平而不致被爐口所卡住,熱偶線本身的感熱誤差不可超過±1℃ ,測溫取樣頻率不宜超過1次/秒,記憶量也要夠大,輸出資料還要具有統(tǒng)計管制(SPC)的能力,軟體的升級亦應簡單容易。
PCBA加工
通常較大PCB線路板子的回焊中,其領先進入的前緣,當然比起中間或后緣要提早升溫及提早冷卻。且四角或板邊的吸熱與升溫,都要比中央來得更快更高,故所貼著的熱偶線中至少應包括此二區(qū)域在內(nèi)。而且大零件之本體也會吸熱,致使其引腳升溫也較小型被動元件來得慢一些。甚至大號BGA腹底之熱量更是不易深入, 此時須將腹底之PCB另行鉆孔,并自板子正面先焊妥自底面穿出的感溫線,再于貼焊BGA時量測其死角處之溫度。某些對強熱敏感的元件,其附近也應刻意貼著熱偶線,作為回焊曲線取決的首要條件。
為了避免熱敏元件與高層數(shù)厚板遭到強熱之傷害起見,還須利用測溫儀找出組裝板上的"最熱點"與"最冷點"。其做法是另採印妥錫膏的試焊板,先以高速通過回焊爐(如2m/min〉,之后觀察板邊小型被動元件(如電容器)的雙墊是否已焊妥?未妥者則再次降速(如1.5m/min)試焊,一直要找到第一個熔焊點出現(xiàn)為止,那就是全板的最熱點。然后繼續(xù)降速〈即增加熱量)直到大號元件最后之焊點也完成時,那就是全板的最冷點。于是在既定的Spike溫度下(如240℃) ,將可試走找出組裝板的正確輸送速度來。此刻其錫膏之液態(tài)歷時TAL也可測得。如此一來熱敏元件與高層數(shù)厚板等體質(zhì)不強者方得以安全,方不致在回焊強熱中遭到燙傷或表面爆板的災情。
三、鞍部的吸熱管理
根據(jù)各種品牌焊膏SAC305或SAC3807的規(guī)格,鞍部吸熱時間在60-120秒之間變化,溫度從前鞍座的110-130緩慢上升到后鞍座的165-190。其中PCB是一個很厚的多層板(尤其是高層的厚板),承載的元器件很重很龐大,即使BGA不是在少數(shù)地方,其4-6段的緩慢上升和吸熱也會非常關(guān)鍵。需要讓厚板和零件的內(nèi)外全部吸收全部熱量,然后在峰值溫度的強烈熱量下迅速上升,以免內(nèi)外溫差過大造成厚板或零件爆裂。此時,輪廓必須是鞍部或邊緣類型的回流曲線。
但如果是小板、薄板或單板或雙板,其所攜帶的元件多為小型者,在內(nèi)外溫差較小的情況下,為了爭取產(chǎn)量和速度,吸熱段可以采用縮短時間,快速升溫<1/秒以上的方法。此時,鞍部將消失,當它沿著道路上升時,它將呈現(xiàn)像屋頂一樣的L形輪廓。但是這時候回流焊爐本身的質(zhì)量會有很大的影響,各段的傳熱效率一定要高效均勻。當板進入瞬間失溫時,其快速準確的補償能力必須快,以免造成過大的區(qū)域落差(局部板面不應超過4)。
上述鞍部明顯的曲線,TAL時間較長(約120秒),而鞍部L 型者不明顯的TAL時間較短(約60秒)。無鉛重要規(guī)范,是對濕度敏感的封裝元器件的測試文件;故意讓密封前期通過吸濕,后期再通過回流焊測試,看密封能否經(jīng)受住吸濕和高熱的折磨。本020C中的圖5-1是觀察密封是否會破裂的測試曲線。這個圖的外面是一條波動平滑時間長的曲線,就是Profile無鉛大塊檢測;有小塊鉛的試驗曲線是中心波動大、時間短的曲線。很多人誤把這條特殊的測試曲線用于量產(chǎn),難免產(chǎn)生被冠之嫌。
四.焊膏與曲線的協(xié)調(diào)
焊膏配方一般90%為粉末(小球)金屬焊料,10%為有機輔料。除少量支撐金屬(如銻、銦、鍺等)外。),即使主要成分完全相同(如SAC305),錫顆粒的流動性和愈合性也有很大不同,大小和數(shù)量比例不同。
至于有機輔料,就更有余地了,品牌品質(zhì)的差異大部分來自于此。有機物包含助熔劑、活化劑、粘合劑、抗流掛劑、溶劑等。有了金屬球,必要的印刷適性、杰克時間、抗塌陷性、粘度值、免洗絕緣質(zhì)量(s-功r或水溶液電阻率等)。),錫的分散和錫的應用等。對于建筑可以顯示。所以各種商用焊膏在其目錄中都會強調(diào)在各個加熱階段能夠耐熱且不變質(zhì)的溫度范圍;以及形成焊點后的各種質(zhì)量特性。
至于熔融焊膏的液態(tài)時間(TAL)的長短,也與待焊板表面處理的類型和厚度有關(guān)。一般來說,板中常用的TAL應該是60-100秒,以減少待焊接板的痛苦和高熱引起的焊劑,但仍然需要完成焊膏的愈合,達到良好的tin或IMC。TAL太長,當然會傷到零件和板材,甚至焊劑也會被炭化。但太短的TAL會明顯帶來焊接、吃錫不良或焊膏愈合不充分,導致顆粒外觀的喪失。對于熱敏性強的待焊板材,似乎可以從最短的TAL開始試焊,在不改變各段熱風的情況下,采用方便的運行速度微調(diào),可以找到最合適的焊接條件。