热剖析上海挚锦科技有限公司

热曲线是一组复杂的时间-温度数据，通常与炉子（例如：回流炉）中的热温度测量相关。热曲线通常沿着各种维度测量，如斜率、浸泡、液面以上时间（TAL）和峰值。热曲线可根据其在工艺窗口（规格或公差限制）中的适合程度进行排序。原始温度值以相对于工艺平均值和窗口限制的百分比进行归一化。过程窗口的中心被定义为零，过程窗口的极端边缘为±99%。过程窗口指数（PWI）大于或等于%，表明该剖面图在过程限制之外。例如，如果工艺平均值设定为°C，工艺窗口分别校准为°C和°C，那么°C的测量值转化为工艺窗口指数为-60%。该方法用于各种工业和实验室过程，包括电子元件组装、光电子学、光学、生物化学工程、食品科学、危险废物的净化、[引者注]和地球化学分析。电子产品的焊接这种方法的主要用途之一是电子组件的焊接。目前主要有两种类型的型材。斜坡-浸泡-尖峰（RSS）和斜坡到尖峰（RTS）。在现代系统中，制造业的质量管理实践产生了自动工艺算法，如PWI，其中焊炉预装了大量的电子器件和可编程输入，以定义和完善工艺规范。通过使用PWI等算法，工程师可以校准和定制参数，以实现最小的工艺差异和接近零的缺陷率。

回流焊工艺在焊接中，热曲线是一组复杂的时间-温度值，用于各种工艺尺寸，如斜率、浸泡、TAL和峰值。锡膏含有金属、助焊剂和溶剂的混合物，有助于锡膏从半固体到液体再到蒸汽的相变；而金属则从固体到液体。为了实现有效的焊接过程，焊接必须在回流炉中仔细校准的条件下进行。对流式回流炉详细说明今天在焊接中主要有两种型材类型。坡道-浸泡-尖峰(RSS)坡道至尖峰（RTS）坡道-浸泡-尖峰斜坡-浸泡-尖峰的特点Ramp的定义是温度随时间变化的速率，以每秒度数表示。最常用的工艺极限是4℃/s，尽管许多元件和焊膏制造商规定该值为2℃/s。许多元件都有一个规格，温度的上升不应超过每秒指定的温度，如2℃/s。焊膏中含有的助焊剂的快速蒸发会导致缺陷，如升铅、墓石和焊球。此外，如果水分含量高，快速加热会导致元件内部产生蒸汽，从而形成微裂缝。在轮廓的浸泡部分，焊膏接近相变。引入元件和PCB的能量都接近平衡。在这个阶段，大部分的助焊剂从焊膏中蒸发出来。浸泡的时间对于不同的焊膏来说是不同的。PCB的质量是浸泡时间必须考虑的另一个因素。过快的热传递会导致焊料飞溅，产生焊球、桥接和其他缺陷。如果传热太慢，助焊剂浓度可能仍然很高，并导致冷焊点、空隙和不完全回流在浸泡段之后，剖面图进入斜率至峰值段，这是一个超过合金熔化温度的特定温度范围和时间。成功的型材温度范围比液相高30℃，共晶的温度约为℃，无铅的温度约为℃。该型材的最后一个区域是冷却部分。冷却的典型规格通常是小于-6°C/s（下降斜率）。坡道至尖峰斜坡到尖峰的特征斜坡到尖峰（RTS）曲线几乎是一个线性图，从工艺的入口处开始，到高峰段结束，在冷却段的Δt（温度变化）较大。虽然斜坡-浸泡-尖峰（RSS）允许约4℃/s，但RTS的要求是约1-2℃/s。这些数值取决于焊膏的规格。RTS的浸泡期是斜坡的一部分，不象RSS那样容易区分。浸泡期主要由传送带速度控制。RTS曲线的峰值是线性斜坡到曲线峰值段的端点。关于RSS剖面中的缺陷的考虑同样适用于RTS剖面。当PCB进入冷却段时，负斜率一般比上升斜率更陡峭。热电偶附件热电偶（或TC）是由一个焊珠连接的两种不同的金属。为了使热电偶能够读取任何给定点的温度，焊珠必须与需要测量温度的物体直接接触。两根不同的导线必须保持分离，只在焊珠处连接；否则，读数不再是在焊珠处，而是在金属首次接触的位置，使读数无效。剖面图上的“之“字形热电偶读数表明热电偶的连接松动。为了获得准确的读数，热电偶要连接到在质量、位置和已知故障点方面不相似的区域。此外，它们应与气流隔离。最后，几个热电偶的位置应该从PCB的人口密集区到人口稀少区，以获得最佳采样条件。使用了几种连接方法，包括环氧树脂、高温焊料、Kapton和铝带，每种方法都有不同程度的成功率。环氧树脂能很好地将TC导体固定在异型板上，以防止它们在异型过程中被烤箱缠住。环氧树脂有绝缘体和导体两种配方，需要检查规格，否则绝缘体会对剖面数据的收集起到负面作用。以类似的数量和厚度涂抹这种粘合剂的能力是很难定量测量的。这降低了可重复性。如果使用环氧树脂，必须检查该环氧树脂的性能和规格。环氧树脂在广泛的温度公差范围内发挥作用。用于TC连接的焊料的特性与电气连接焊料的特性不同。高温焊料不是用于TC连接的最佳选择，原因有几个。首先，它具有与环氧树脂相同的缺点–将TC粘附在基材上所需的焊料数量因地点不同而不同。第二，焊料是导电的，可能会使TC短路。一般来说，有一小段导体暴露在温度梯度下。这个暴露的区域与物理焊缝一起产生一个电动势（EMF）。导体和焊缝被放置在温度梯度内的均匀环境中，以尽量减少EMF的影响。Kapton胶带是最广泛使用的用于TC和TC导体连接的胶带和方法之一。当应用几层时，每层都对绝缘有加成作用，并可能对型材产生负面影响。这种胶带的一个缺点是，PCB必须非常干净和光滑，以实现对热电偶焊缝和导体的气密性覆盖。Kapton胶带的另一个缺点是，在温度超过°C时，胶带会变得有弹性，因此，热电偶有从基材表面升起的趋势。其结果是错误的读数，其特征是轮廓中的锯齿状线条。铝带有不同的厚度和密度。较重的铝带可以化解通过铝带的热传递，并作为一个绝缘体。低密度的铝带允许热量传递到TC的EMF产生区域。当铝带的厚度在热电偶的EMF产生区相当一致时，铝带的导热性允许均匀传导。虚拟剖析虚拟剖析是一种创建剖析的方法，不需要连接热电偶（TC），也不需要每次为同一生产板运行剖析时都对PCB进行物理测量。所有典型的剖面数据，如斜率、浸泡、TAL等，都是通过使用虚拟剖面来测量的。不需要附加TC的好处超过了每次需要新的剖面图时不必对PCB进行仪器测量的便利。无论是回流焊还是波峰焊机，都可以自动创建虚拟曲线。出于建模目的，需要进行初始配方设置，但一旦完成，就可以进行虚拟剖面。由于系统是自动的，剖面图可以定期或连续地为每一个组件生成。在收集堆积如山的工艺相关数据时，SPC图表与CpK一起可以作为一种辅助手段。自动剖析系统持续监测过程，并为每个装配创建剖析。随着条形码在回流焊和波峰焊过程中变得越来越普遍，这两种技术可以结合起来进行剖析追踪，使每个生成的剖析可以通过条形码搜索。这在将来某个时候对装配体进行质疑时是很有用的。在为每个组件创建剖面图时，使用PCB的条形码进行快速搜索，就可以调出有问题的剖面图，并提供证据证明该组件是按照规格加工的。此外，在将自动剖析与条码相结合时，可以实现更严格的过程控制，例如在启动生产运行之前确认操作员已经输入了正确的过程。