波峰焊温度曲线测量方法及参数控制标准.doc

1、测量波峰焊温度曲线程序概述1.1测量波峰焊温度曲线目的描述：为加强波峰焊工艺参数管控，提升产品质量及产品可靠性，特制定本程序文件1.2测量波峰焊温度曲线适用范围：适用于厦门工厂和泉州工厂1.3测量波峰焊温度曲线职责说明：厦门工厂和泉州工厂都有责任执行本程序文件1.4测量波峰焊温度曲线参考文件(1)波峰焊印刷电路板装配工艺控制要求(2)设备程序命名规则2、测量波峰焊温度曲线程序说明2.1所需的材料和仪器(1)专用工程板(2)K型热电偶(3)铝箔纸(4)高温胶带(5)温度跟踪仪2.2 波峰焊温度曲线的测量要求由于产品的特性不同，尺寸大小不同，PCB的布线方式及铜箔量不同，PCB的元件量不同，综合以上因素PCB所需的温度量也会不同，所以每个产品必须使用专用工程板测试一条专用的温度曲线，以确保设备设定温度适合产品的需求。当设备和产品发生变更的情况下必须重新测试温度曲线，重测要求参考波峰焊标准作业程序“波峰焊印制电路板装配工艺控制要求”。2.3热电偶的粘贴方法2.3.1热电偶的基本要求测试波峰焊温度曲线使用K型热电偶，热电偶数量为至少4根，其中第一根用于温度跟踪仪的启动温度探测，2根热电偶用来测试PCB板主面的预热温度，另一根热电偶用于测试PCB板俯面的预热温度和引脚焊接时间。PCB主面的热电偶分别粘贴在PCB的左右两端的适当位置，测试主面温度及均匀性，PCB俯面的热电偶粘贴在PCB中间的适当位置，并固定牢固。热电偶的探头必须保持平直，不能扭曲，以确保温度探测的可靠性，热电偶的测量精度和响应时间取决于热电偶的粘贴方法和粘贴质量。另外，热电偶的响应速度与热电偶的探测到的温度量和使用的粘贴材料也有关联，本文件定义的粘贴方法和粘贴材料可缩小温度探测误差，具体操作方法参照下列说明。K型热电偶2.3.2 热电偶的外观检查检查热电偶的探头是否有变形、断开、损伤合格的热电偶 不合格的热电偶2.3.3 主面热电偶的粘贴方法下图指出标准PCB主面热电偶的粘贴位置。选择工程板测试波峰焊温度曲线，主面的两根热电偶粘贴在PCB的左右两端，主面的另一根热电偶(温度跟踪仪启动温度探测)粘贴PCB的前端，探测头伸出Pcb，所有热电偶的探头都用铝箔纸和高温胶带固定，以避免不会影响温度曲线变化，参考下图布置热电偶的走线，注意不要妨碍到元件。热电偶的粘贴位置和布线方式No.1热电偶第一根热电偶用于探测温度跟踪仪的启动温度。如下图所示，选择PCB板的前端中间位置粘贴热电偶，探头伸出PCB端面约10-15mm，用高温胶带将热电偶固定牢固，完成后确保热电偶的探头平行于PCB，不能扭曲或变形。No.1热电偶粘贴位置 No.2和No.3热电偶第二和第三根热电偶用于测试助焊剂的活性温度(即PCB板主面温度)，将两个热电偶粘贴在PCB板的左右两边的适当位置，用4mm4mm的铝箔纸粘住热电偶的探头，并用高温胶带固定，如下图所示。这种粘贴方法是非破坏性的，注意：不要将热电偶探头粘贴在通孔位置，这将会影响实际测试温度的准确性。No.2和No.3热电偶粘贴位置 No.4 热电偶第四根热电偶用来确认助焊剂的活性温度和引脚焊接时间，选择PCB俯面中间的合适位置粘贴热电偶。首先用电烙铁将热电偶的探头焊接在PCB的焊盘上，再用4mm4mm的铝箔纸粘在距离热电偶探头2-3mm的位置，热电偶的探头外露，以便过炉时测量引脚焊接时间，最后用高温胶带固定，如下图所示。No.4热电偶粘贴位置注意：热电偶的粘贴位置应慎重选择，对于有贴片元件的产品热电偶的粘贴位置和炉温设定应避免贴片元件的二次回流2.4 波峰焊温度曲线的要求波峰焊温度曲线要求2.5 温度跟踪仪软件设定2.5.1温度跟踪仪的采样间隔设置采用间隔应尽可能的小，设置在0.1sec2.5.2 温度曲线涵盖的参数信息一条完整的温度曲线应包含以下信息：（1）波峰焊每个底部加热器的温度设定（2）波峰焊的链条速度（3）热电偶的粘贴位置（4）波峰焊轨道宽度（5）使用的助焊剂类型（6）锡缸焊料的温度设定（7）温度曲线的测试者（8）测试温度曲线的波峰焊设备编号（9）假如有使用波峰焊治具，应在曲线的备注栏注明2.6 助焊剂喷涂量的测量PCB板府面的助焊剂量的多少和助焊剂均匀性对焊接起到至关重要的作用，所以有必要对助焊剂的喷涂量进行管控和测量2.6.1 测试设备和材料（1）专用FR-4 PCB标准板（2）电子称(精度：0.01g)2.6.2 测试流程：（1）测量FR-4 PCB标准板的面积，记录下来（2）将标准板清洁干净并测量重量（3）将标准板放入波峰焊内进行助焊剂喷涂（4）助焊剂喷涂完成立即取下标准板测量重量（5）计算出助焊剂的实际喷涂量2.6.3 喷涂量的计算参考下面表格内的数据来计算助焊剂的喷涂量助焊剂的喷涂量= (助焊剂实际重量 (mg) x (助焊剂的固态含量%/100)/标准板的面积 x1000000助焊剂固态含量2.7 温度曲线的文件名称和保存的位置所有的波峰焊温度曲线文件应保存到公司服务器的共享文件夹内统一管控，并设定修改权限，非相关人员不得随意改动。文件的命名与设备程序名称一致，请参考设备程序命名规则进行编写。另外温度曲线文件应打印出来，由波峰焊工艺工程师审核后放置到生产线指导生产作业。1. 测量波峰焊温度曲线程序概述1.1测量波峰焊温度曲线目的描述为加强波峰焊工艺参数管控，提升产品质量及产品可靠性，特制定本程序文件1.2测量波峰焊温度曲线适用范围适用于厦门工厂和泉州工厂1.3测量波峰焊温度曲线职责说明厦门工厂和泉州工厂都有责任执行本程序文件1.4测量波峰焊温度曲线参考文件（1）波峰焊印刷电路板装配工艺控制要求（3）设备程序命名规则2. 测量波峰焊温度曲线程序说明2.1所需的材料和仪器1、 专用工程板2、 K型热电偶3、 铝箔纸4、 高温胶带5、 温度跟踪仪2.2 波峰焊温度曲线的测量要求由于产品的特性不同，尺寸大小不同，PCB的布线方式及铜箔量不同，PCB的元件量不同，综合以上因素PCB所需的温度量也会不同，所以每个产品必须使用专用工程板测试一条专用的温度曲线，以确保设备设定温度适合产品的需求。当设备和产品发生变更的情况下必须重新测试温度曲线，重测要求参考波峰焊标准作业程序“波峰焊印制电路板装配工艺控制要求”。2.3热电偶的粘贴方法2.3.1热电偶的基本要求测试波峰焊温度曲线使用K型热电偶，热电偶数量为至少4根，其中第一根用于温度跟踪仪的启动温度探测，2根热电偶用来测试PCB板主面的预热温度，另一根热电偶用于测试PCB板俯面的预热温度和引脚焊接时间。PCB主面的热电偶分别粘贴在PCB的左右两端的适当位置，测试主面温度及均匀性，PCB俯面的热电偶粘贴在PCB中间的适当位置，并固定牢固。热电偶的探头必须保持平直，不能扭曲，以确保温度探测的可靠性，热电偶的测量精度和响应时间取决于热电偶的粘贴方法和粘贴质量。另外，热电偶的响应速度与热电偶的探测到的温度量和使用的粘贴材料也有关联，本文件定义的粘贴方法和粘贴材料可缩小温度探测误差，具体操作方法参照下列说明。K型热电偶2.3.2 热电偶的外观检查检查热电偶的探头是否有变形、断开、损伤合格的热电偶 不合格的热电偶2.3.3 主面热电偶的粘贴方法下图指出标准PCB主面热电偶的粘贴位置。选择工程板测试波峰焊温度曲线，主面的两根热电偶粘贴在PCB的左右两端，主面的另一根热电偶(温度跟踪仪启动温度探测)粘贴PCB的前端，探测头伸出Pcb，所有热电偶的探头都用铝箔纸和高温胶带固定，以避免不会影响温度曲线变化，参考下图布置热电偶的走线，注意不要妨碍到元件。热电偶的粘贴位置和布线方式No.1热电偶第一根热电偶用于探测温度跟踪仪的启动温度。如下图所示，选择PCB板的前端中间位置粘贴热电偶，探头伸出PCB端面约10-15mm，用高温胶带将热电偶固定牢固，完成后确保热电偶的探头平行于PCB，不能扭曲或变形。No.1热电偶粘贴位置 No.2和No.3热电偶第二和第三根热电偶用于测试助焊剂的活性温度(即PCB板主面温度)，将两个热电偶粘贴在PCB板的左右两边的适当位置，用4mm4mm的铝箔纸粘住热电偶的探头，并用高温胶带固定，如下图所示。这种粘贴方法是非破坏性的，注意：不要将热电偶探头粘贴在通孔位置，这将会影响实际测试温度的准确性。No.2和No.3 热电偶粘贴位置 No.4 热电偶第四根热电偶用来确认助焊剂的活性温度和引脚焊接时间，选择PCB俯面中间的合适位置粘贴热电偶。首先用电烙铁将热电偶的探头焊接在PCB的焊盘上，再用4mm4mm的铝箔纸粘在距离热电偶探头2-3mm的位置，热电偶的探头外露，以便过炉时测量引脚焊接时间，最后用高温胶带固定，如下图所示。No.4热电偶粘贴位置注意：热电偶的粘贴位置应慎重选择，对于有贴片元件的产品热电偶的粘贴位置和炉温设定应避免贴片元件的二次回流2.4 波峰焊温度曲线的要求波峰焊温度曲线要求2.5 温度跟踪仪软件设定2.5.1温度跟踪仪的采样间隔设置采用间隔应尽可能的小，设置在0.1sec2.5.2 温度曲线涵盖的参数信息一条完整的温度曲线应包含以下信息：（1）波峰焊每个底部加热器的温度设定（2）波峰焊的链条速度（3）热电偶的粘贴位置（4）波峰焊轨道宽度（5）使用的助焊剂类型（6）锡缸焊料的温度设定（7）温度曲线的测试者（8）测试温度曲线的波峰焊设备编号（9）假如有使用波峰焊治具，应在曲线的备注栏注明2.6 助焊剂喷涂量的测量PCB板府面的助焊剂量的多少和助焊剂均匀性对焊接起到至关重要的作用，所以有必要对助焊剂的喷涂量进行管控和测量2.6.1 测试设备和材料（1）专用FR-4 PCB标准板（2）电子称(精度：0.01g)2.6.2 测试流程：（1）测量FR-4 PCB标准板的面积，记录下来（2）将标准板清洁干净并测量重量（3）将标准板放入波峰焊内进行助焊剂喷涂（4）助焊剂喷涂完成立即取下标准板测量重量（5）计算出助焊剂的实际喷涂量2.6.3 喷涂量的计算参考下面表格内的数据来计算助焊剂的喷涂量助焊剂的喷涂量= (助焊剂实际重量 (mg) x (助焊剂的固态含量%/100)/标准板的面积 x1000000助焊剂固态含量2.7 温度曲线的文件名称和保存的位置所有的波峰焊温度曲线文件应保存到公司服务器的共享文件夹内统一管控，并设定修改权限，非相关人员不得随意改动。文件的命名与设备程序名称一致，请参考设备程序命名规则进行编写。另外温度曲线文件应打印出来，由波峰焊工艺工程师审核后放置到生产线指导生产作业。二、波峰焊温度曲线测试新方法 松香涂布窗口能让你在每次使优化器时轻松获得松香涂布信息. 松香涂布窗口在过炉时不会接触波峰,因此也不必担心松香在过炉时被蒸发掉. 你会从松香的涂布状况信息中受益.如你所知,松香喷得好与不好是直接影响焊接品质的又一重要因素.而这一信息和前面讲的重要参数都会在优化器过一次锡炉后聚集在一起. 不必关掉波峰,不会对生产有任何影响,只是轻松地看松香测量测量窗口一下就行了 如果想对松香量做SPC,也很简单:过炉前用相应精度的电子秤称一下松香涂布窗口,过炉后再称一下,取后一次和前一次的称量值的差,就是松香的涂布量.取足够多的数据后,设定好控制上限和下限.就能轻松做SPC了. 松香量测量窗口和优化器整机宽度近似, 可以订做。体参数： PCB到波峰的資料、前波峰和後波峰、溫度資料板底和板面波峰與板之間的平行度、預熱溫度、浸錫時間、最高溫度、浸錫深度、Delta T (最高溫和預熱的差) 接觸長度、最大的預熱升溫率、輸送鏈的速度、焊接時的最大升溫率、“斯维普”优化器和传统测温仪的比较。1、认识波峰焊的关键参数1.1 PCB板和波峰间的数据参数 影响 浸锡时间 焊点的强度.形成一个可靠的焊点必须要足够长的浸锡时间, 63/37的焊锡需0.6秒,无铅 (3.0Ag0.5Cu) 需1.2秒. 输送速度 预热效果、与后波峰后流量的配合、浸锡时间. PCB板与波峰接触长度 在输送速度的配合下,影响的也是浸锡时间 (=接触长度/速度) 左右平衡度 上锡不良,可能导致一侧的元件不上锡 (漏焊). 浸锡深度 板面上锡以及后流速度. 松香涂布量及均匀度 直接影响PCB的焊接效果2、板底板面的温度数据参数 影响 预热温度 助焊剂的溶剂挥发、激活助焊剂活性成份、减少板变形、减少过锡时的温度差 (Delta T 亦即热冲击). Delta T 即通常讲的热冲击，定义为过波峰时的最高温和预热最高温的差。其大小会影响元件的可靠性，一般元件能承受的值为120-150. 最高预热升温速率 元件可靠性.通常不大于3. 过波峰时的最大升温速率 元件可靠性. 过锡最高温 视探头安装位置而定.3、优化器和传统测温仪关注的重点和主要差异参数 “斯维普”优化器 传统测温仪 浸锡时间 精确到0.1秒 测不到或靠估计 PCB板与波峰接触长度 精确到0.1mm 测不到 左右平衡度 精确到0.1秒 测不到 浸锡深度 精确到0.1mm 测不到 Delta T 精确到1 测不到 过锡最高温 关注板面 关注板底 注:通常贴片元件的规格都能承受在260时停留10秒,而锡温实际上只有245 (无铅是255),均在260以下,因此测得了浸锡时间就不必再测板底最高温.4、优化器标准测量板的探头安装及测量的位置TC-1: 测量PCB板面的预热温度和预热升温速率.TC-2: 测量PCB板底的预热温度和预热升温速率.TC-3: 测量 a. PCB板面预热. b. PCB板面过波峰时达到的最高温. c. PCB板面在整个测量过程中的最大升温速. d. T: 板面过锡最高温与预热最高温的差.三、波峰焊温度与焊接问题波峰焊是指将熔化的软钎焊料(铅锡合金)，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,亦可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。根据机器所使用不同几何形状的波峰，波峰焊系统可分许多种。波峰焊温度(波峰焊锡炉的温度)对焊接质量影响，温度若偏低，焊锡波峰的流动性变差，表面张力大，易造成虚焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所应具有的优越性SOLDERING一般不作为直接受力结构件应用的.6N每个焊点就承受3N的力这个与螺柱焊接不同受力只是装配的瞬间力矩并且有足够的焊接面积支持.，焊接面弯曲卡扣引脚呈八字就不会出现拉脱情况了若不改结构的话6N每个焊点就承受3N的力这个与螺柱焊接不同受力只是装配的瞬间力矩并且有足够的焊接面积支持.，焊接面弯曲卡扣引脚呈八字就不会出现拉脱情况了若不改结构的话若温度偏高，有可能造成元件损伤，增强焊料氧化。评价标准：焊料合金+助焊剂组合可以达到优良的润湿效果评价方法：锡渣还原剂采用润湿平衡法 对于Sn-0.7Cu焊料合金+无铅专用助焊剂/低VOC助焊剂组合而言，焊锡槽的最佳温度为260-270;复合双面板一般要比单面板温度高1025左右;无铅波峰焊中最好使用Tg高的基板材料，因为其有更好的阻抗能力。无铅波峰焊对于元器件影响不是很大。波峰高度：升高和降低直接影响到波峰焊的平稳及波峰表面焊锡的流动性。适当的波峰焊高度可以保证PCB有良好的压锡深度刚接触波峰焊，焊锡槽里的焊料(