回流焊接技术.doc

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1、焊接(Soldering)2003-12-21PhilZarrow点击：1947焊接(Soldering)冋流焊接表面贴装元件现在有二十年之久了。虽然基木理论没有改变，但在元件包装和材料方曲已经有进步，再加上新一代的、“对流为主(convection-dominant)”的、极大改善热传导效率的冋流炉。大规模的回流焊接，特别是在对流为主的(强制对流forcedconvection),以及激光和凝结恰性^(condensation-inert)(即汽相Vaporphase)焊接屮，在可见的未来将仍然是大多数表血贴装连接工艺的首选方法。尽管如此，新的装配工艺和那些要求整个基板均匀加

2、热、温度变化很小、高的温度传导效率的新应用技术，在促进对流为主的冋流焊接的进化。无数的因素，包括增加的装配复杂性、更新的互连材料和环境考虑，结合在一起对工艺和设备提出了额外的要求。更快更经济地制造产品，这个持Z以恒不断增长的要求驱动这一切的前进。回流焊接温度曲线作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期内印刷电路板(PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。它决定于锡育的特性，如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。装配的量、表面儿何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能力，所有祁影响发热器的设定和炉传送带的速度。炉的热传播效率，和操作员的经验一起，也

3、影响反复试验所得到的温度Illi线。锡膏制造商提供基木的时间/温度关系资料。它应用于特定的配方，通常可在产品的数据表屮找到。可是，元件和材料将决定装配所能忍受的最高温度。涉及的第一个温度是完全液化温度(fullliquidustemperature)或最低冋流温度仃1)。这是一个理想的温度水平，在这点，熔化的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。它决定于锡育内特定的合金成分，但也可能受锡球尺寸和其它配方因索的影响，可能在数据表屮指出一个范I韦I。对Sn63/R)37，该范围平均为200~225°C。对特定锡育给定的最小值成为每个连接点必须获得焊接的最低温度。这个温度通常比焊

4、锡的熔点高出大约15~20°Co(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。)I叫流规格的第二个元索是最脆弱元件(MVC,mostvulnerablecomponent)的温度(T2)。正如其名所示，MVC就是装配上最低温度“痛苦”忍耐度的元件。从这点看，应该建立一个低过5°C的“缓冲器”，让其变成MVC。它可能是连接器、双排包装(DIP,dualin-linepackage)的开关、发光二极管(LED,lightemittingdiode)、或哄至是基板材料或锡膏。MVC是随应用不同而不同，可能要求元件丁•稈人员在研究屮的帮助。在建立冋流周期峰值温度范围后，也要决定贯穿装配的最大

5、允许温度变化率(T2-T1)o是否能够保持在范围内，取决于诸如表面儿何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传导效率等因索。理想地，峰值温度尽可能靠近(但不低于)T1可望得到最小的温度变化率。这帮助减少液态居留时间以及報个对高温瘵移的暴露量。传统地，作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温度范围与锡膏制造商所制订的相符合。持续时间太长可造成连接处过多的金属间的增长，影响其长期可靠性以及破坏基板和元件。就加热速率而言，多数实践者运行衣每秒4°C或更低，测量如何20秒的时间间隔。一个良好的做法是，保持相同或比加热更低的冷却速率来避免元件温度冲击。FrrhwtPrvAow

6、MlowCooMownTime(Sto6mln.duratkm)Hgure1.AmtSnaTrtflowprofle图一是最熟悉的冋流温度曲线。最初的100°C是预热区，跟着是保温区(soakorpreflowzone),在这里温度持续在150~170°CZ

7、hJ(对Sn63/Pb37)。然后，装配被加热超过焊锡熔点，进入冋流区，再到峰值温度，最后离开炉的加热部分。一旦通过峰值温度，装配冷却下来。温度热电偶的安装适当地将热电偶安装于装配上是关键的。热电偶或者是用高温焊锡合金或者是用导电性胶来安装，提供定期检测板的温度曲线精度和可重复性的工具。对很低数量的和高混合技术的板，也可使

8、用非破坏性和可再使用的接触探头。应该使用装配了元件的装配板来通过炉脸。除非是冋流光板(bareboard),否则应该避免使用没有安装元件的板来作温度曲线。热电偶应该安装在那些代表板上故热与报冷的连接点上(引脚到焊盘的连接点上)。最热的元件通常是位于板角或板边附近的低质量的元件，如电阻。最冷的点可能在板中心附近的高质量的元件,如QFP(quadflatpack).PLCQplasticleadedchipcarrier)或BGA(ballgridarray)o其它的热电偶应该放在热敏感元件(即