温度曲线测试仪选型报告
在回流焊接与波峰焊接工艺过程中,通过在炉子内的加热将PCB带到适当的焊接温度,而不损伤产品。为了检验焊接工艺过程,使用一个作温度曲线的设备来确定工艺设定。温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视数据集合。通过观察这条曲线,你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上,能量施加哪里。温度曲线允许操作员作适当的改变,以优化焊接工艺过程。
一个典型的回流炉温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。作为一般原则,所希望的温度坡度是在2~4°C范围内,以防止由于加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。波峰焊则只有预热和焊接温度的设定,预热温度又与助焊剂性能参数有关.
在产品的加热期间,许多因素可能影响PCB装配的品质。对于回流焊,最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为183°C,保温时间在30~90秒之间。保温区有两个用途:1) 将板、元件和材料带到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许较容易地转变到回流区,2) 激化PCB上的助焊剂。在保温温度,激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚的氧化物的过程,留下焊锡可以附着的清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变,在此期间,装配的温度上升到焊锡熔点之上,锡膏变成液态。一旦锡膏在熔点之上,PCB进入回流区,通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。回流区是炉子内的关键阶段,因为PCB上的温度梯度必须最小,TAL必须保持在锡膏制造商所规定的参数之内。产品的峰值温度也是在这个阶段达到的 - PCB达到炉内的最高温度。波峰焊也类似如此.
必须小心的是,不要超过板上任何温度敏感元件的最高温度和加热速率。例如,一个典型的钽电容具有的最高温度为230°C。理想地,PCB上所有的点应该同时、同速率达到相同的峰值温度,以保证所有零件在炉内经历相同的环境。在回流区之后,产品冷却,固化焊点,将装配为后面的工序准备。控制冷却速度也是关键的,冷却太快可能损坏PCB,冷却太慢将增加TAL,可能造成脆弱的焊点。
印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图,涉及将PCB上的热电偶连接到数据
记录
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曲线仪上,并把整个PCB从回流或波峰焊接炉中通过。作温度曲线有两个主要的目的:1) 为给定的PCB装配确定正确的工艺设定,2) 检验工艺的连续性,以保证可重复的结果。通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线),可以检验和/或纠正炉的设定,以达到最终产品的最佳品质。
正确的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量,实际上降低PCB的报废率,提高PCB的生产率和合格率,并且改善整体的获利能力.
一般PCB温度曲线系统由以下元件组成:
· 数据收集曲线仪,它从炉子中间经过,从PCB收集温度信息。
· 热电偶,它附着在PCB上的关键元件,然后连接到随行的曲线仪上。
· 隔热保护,它保护曲线仪被炉子加热。
· 软件程序和处理设备,它将收集到的数据以直观化,迅速确定焊接结果或在失控恶劣影响最终PCB产品之前找到失控的趋势。
热电偶(Thermalcouples)
在电子工业中最常使用的是K型热电偶。有各种技术将热电偶附着于PCB的元件上。使用的方法决定于正在处理的PCB类型,以及使用者的偏爱。
高温焊锡,它提供很强的连接到PCB。这个方法通常用于可以为作曲线和检验工艺而牺牲一块专门的参考板的运作。应该注意的是保证最小的锡量,以避免影响曲线。
胶剂,可用来将热电偶固定在PCB上。胶剂的使用通常得到热电偶对装配的刚性物理连接。缺点包括胶剂可能在加热过程中失效的可能性、作完曲线后取下时在装配上留下残留物。还有,应该注意使用最小的胶量,因为增加热质量可能影响温度曲线的结果。
开普顿(Kapton)或铝胶带,它最容易使用,但是最不可靠的固定方法。使用胶带作温度曲线经常显示很参差不齐的曲线,因为热电偶连接点在加热期间从接触表面翘起。但由于容易使用和不留下影响装配的残留物,使得开普顿或铝胶带成为一个受欢迎的方法。
压力型热电偶,夹持在线路板的边缘,使用弹力将热电偶连接点牢固地接触固定到正在作温度曲线的装配上。压力探头快速、容易地使用,对PCB没有破坏性。
热电偶的放置
因为一块PCB的外边缘和角上比中心加热更快,较大热质量的元件比较小热质量的元件加热慢,所以至少推荐使用四个热电偶的放置位置。一个热电偶放在装配的边缘或角上,一个在小元件上,另一个在板的中心,第四个在较大质量的元件上。另外还可以增加热电偶在板上其它感兴趣的零件上,或者温度冲击或温度损伤最危险的元件上。
读出与评估温度曲线数据
锡膏(对波峰焊来说是助焊剂)制造商一般对其锡膏 (助焊剂) 配方专门有推荐的温度曲线。应该使用制造商的推荐来确定一个特定工艺的最佳曲线,与实际的装配结果进行比较。然后可能采取步骤来改变机器设定,以达到特殊装配的最佳结果图三、典型的PCB回流温度曲线
对于PCB装配制造商,现在有新的工具,它使得为锡膏和回流炉的特定结合设计目标曲线来得容易。一旦设计好以后,这个目标曲线可以由机器操作员机遇这个专门的PCB装配简单地调用,自动地在回流焊接炉上运行。
何时作温度曲线
当开始一个新的装配时,作温度曲线是特别有用的。必须决定炉的设定,为高品质的结果优化工艺。作为一个诊断工具,曲线仪在帮助确定合格率差和返工高的过程中是无价的。
作温度曲线可以发现不适当的炉子设定,或者保证对于装配这些设定是适当的。许多公司或工厂在
标准
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参考板上作温度曲线,或者每天使用机器的品质管理曲线仪。一些工厂在每个班次的开始作温度曲线,以检验炉子的运行,在问题发生前避免潜在的问题。这些温度曲线可以作为一个硬拷贝或通过电子格式存储起来,并且可用作ISO
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
的一部分,或者用来进行对整个时间上机器性能的统计过程控制(SPC, statistical process control)的操作。
用于作温度曲线的装配应该小心处理。该装配可能由于处理不当或者重复暴露在回流温度之下而降级。作曲线的板可能随时间过去而脱层,热电偶的附着可能松动,这一点应该预计到,并且在每一次运行产生损害之前应该检查作曲线的设备。每周期到热工仪器单位校验,关键是要保证测量设备能够得到精确的结果。
正确的PCB温度曲线与机器的品质管理曲线
虽然温度曲线的最普遍类型涉及使用一个运行的曲线仪和热电偶,来监测PCB元件的温度,作温度曲线也用来保证回流焊接炉和波峰焊接炉以最佳的设定连续地工作运行。现有各种内置的机器温度曲线仪,提供对关键回流炉参数的日常
检测
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,包括空气温度、热流与传送带速度。这些仪器也提供机会,在失控因素影响最终PCB装配质量之前,迅速找到任何失控趋势。
总之,做温度曲线是PCB装配中的一个关键元素,它用来决定过程机器的设定和确认工艺的连续性。没有可测量的结果,对回流工艺的控制是有限的。咨询一下锡膏供应商,查看一下元件规格,为一个特定的工艺确定最佳的曲线参数。通过实施经典PCB温度曲线和机器的品质管理温度曲线的一个正常的
制度
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,PCB的报废率将会降低,而质量与产量都会改善。结果,总的运作成本将减低。
温度曲线测试仪主要参数是:1、温度测量范围;2、通道;3、测量时间;4、取样周期;5、精度;6、测量成分;7、处理软件和方式及电源供给等。
下面是几种常用温度曲线测试仪性价比:
型 号
技术参数
SLIMKIC Ⅱ KIT
RCP-1L
供应商
美亚电子021-62194580-222
联系人:余新
深圳智展电子
0755-83849775
联系人:孟晓铃
尺寸
12.75”L x3.75”W x1.4”H
180L x98W x24H(mm
温度测量范围
-150℃∽ 1150℃
0℃∽300℃
通道数
9通道
6通道
测量时间
无线传输实时,数据盒方式未说明
10分钟
取样周期
记录方式20-60次/S
传输方式6-20次/S
0.5秒
精度
±1.2℃
±2℃
热电偶类型
K型
K型
数据处理方式
PC机处理
PC机处理
电源供给
9V碱性电池
镍镉电池
标准配置
1、 9通道数据记录器
2、 数据获取单元
3、 9套K型热电偶
4、 高温保护盒
5、 六英尺到PC的R232线
6、 4节9V电池
7、 软件、校验证书、包装
1、6套K型热电偶
2、数据记录器
报价
US$5,400.00
RMB53,400.00
KIC的SLIMKIC Ⅱ KIT具有无线发射和接收功能,使得我们能实时监控
炉温,取样频率高,测量精度较高,测量范围大,软件资源丰富;能满足我们
对回流焊炉及波峰焊炉温度测试的要求。
因此,无论从性能、品牌和价格上看,KIC的产品SLIMKIC Ⅱ KIT具有明显优势,并且使用广泛,我建议购买KIC的温度测试仪。