SMT核心工艺解析与案例分析(第4版)
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6.5 再流焊接温度曲线测试指南

测试点的选择与固定

1.热电偶的选择与要求

在测试任何炉温曲线时,使用正确的热电偶是很重要的。应该使用导体型号为36AWG的K型热电偶,因为较粗的热电偶导体散热较多。为保证良好的精确度,热电偶导体长度不应超过75cm。同样为了保证精确度,热电偶的接合点必须焊接,不能绞合,应采用压接或者焊接。

2.热电偶测试点的固定

热电偶可以用高温焊料、高温胶带[见图6.19(a)]、铝箔胶带、红胶[见图6.19(b)]等固定。

当使用高温胶带诸如聚酰亚胺或铝制胶带时应当小心。胶带在再流焊接过程中有变松的倾向,这样测量的是炉子中空气的温度而非焊点的温度。确认胶带良好接触很重要,否则,就应该使用高温焊料或导热黏合剂将热电偶连接至焊点上。当然,使用胶带的一大优点在于热电偶不受损害并能重复使用。

图6-19 热电偶的固定

3.测试点的选择

对于BGA,应在中央和角落焊球位置的印制板背面钻孔,并将热电偶推到印制板正面以正确测量BGA的焊球温度。在同一个BGA上保证中心焊球和角落焊球之间的温度差异在2℃之内是很重要的。可将热电偶插入BGA底下,这样可省略钻孔的过程,但是,在此情况下热电偶测量的只是该元器件下面的温度。

图6-20(a)展示了电路板上推荐的热电偶位置,应连接4~6个热电偶到各种元器件位置,以代表最低热容至最高热容区。包括至少两个热电偶用于BGA,如图6-20(b)所示。

图6-20 热电偶的连接点选择

测试板

温度曲线的测试,主要测试大热容量底部焊端元器件(如高的变压器、表贴连接器、大尺寸F-BGA)焊点温度及耐热性差的元器件的封装体温度。测试板的制作应反映这两种情况,一般建议:

(1)PCB采用实际产品裸板,或采用层数、厚度与尺寸相近的裸板。

(2)大热容量底部焊端元器件、耐热性差的元器件,应采用实际的元器件封装,或封装与尺寸相近的元器件。

(3)尺寸大、热阻大的元器件密集布局场景不应忽视,测试板上必须按实际单板的布局制作。图6-21为一实际案例,密集布局的高、大变压器组导致区域焊点温度偏低,甚至影响到温度曲线的测试。

图6-21 高热阻元器件的密集布局导致区域焊点温度偏低

注意事项

(1)热电偶的固定必须牢靠,测试期间不能松动。

(2)对于大热容量的PCBA,测试温度往往比实际生产的温度偏高。因为实际生产是连续进板的,这会降低热风的温度,从而影响焊点的实际温度。因此,在测试温度曲线时应考虑实际温度要降低的问题,适当给予补偿,比如提高2~4℃。

(3)炉子的初始温度设置,可以根据一般的经验设置,然后进行测试,获得首次温度曲线后再根据测试软件进行调整,按照调整的温度设置再进行测试,直到获得设置温度满足设计要求的曲线。这里需要注意一点,重新设置温度后,需要等待10多分钟,直到温度为炉温温度后才能进行测试。