炉温曲线制作规范

炉温曲线制作规范制订日期：2007-08-13
版本：5第 1 页共8 页版本修订内容修订日期修订者
1.0 初次发行2004-05-24
2.0 增加5.4热电偶使用次数2004-08-10
3.0 全面升级， 1.0、2.0版作废2007-08-13 符宏
4.0 升级
5.2.4内容2008-4-14 符宏
5.0 更新5.4点内容增加表单《炉温测试板使用记录》2011-2-10 符宏
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核
拟
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1.目的：
为炉温曲线的制作、确认和跟踪过程的一至性提供准确的作业指导；
2.范围：
2．1本规范适用于公司所有回流焊温度曲制作；
2．2适用于锡膏回流、红胶固化；
3．定义：
3．1 升温阶段：也叫预热区，从室温到120度，用以将PCBA从环境温度提升到所要求的活性温度；升温斜率不能超过4度/s；升温太快会造成元件损伤，太慢则锡膏会感温过度从而没有足够的时间达到活性温度；通常时间控制在60S左右；
3．2 恒温阶段：也叫活性区或浸润区，用以将PCBA从活性温度提升到所要求的回流温度；一是允许不同质量的元件在温度上同质；二是允许助焊剂活化，锡膏中挥发性物质得到有利挥发，一般普遍的锡膏活性温度是120-150度，时间在60-120S之间，升温斜率一般控制在1度/S左右；PCBA上所有元件要达到熔锡的过程，不同金属成份的锡膏熔点不同，无铅锡膏
（SN96/AG3.5/CU0.5）熔点一般在217-220度，有铅（SN63/PB37）一般在183度含银
（SN62/PB36/AG2）为179度；
3．3 回流阶段：也叫峰值区或最后升温区，这个区将锡膏从活性温度提升到所推荐的峰值温度，加热从熔锡到液体状态的过程；活性温度总是比熔点低，而峰值温度总在熔点之上，典型的峰值温度范围是（SN63/PB37）从205-230度；无铅（SN96/AG3.5/CU0.5）从235-250度；此段温度设定太高会使升温斜率超过2-5度/S，或达到比所推荐的峰值高，这种情况会使PCB脱层、卷曲、元件损坏等；峰值温度：PCBA在焊接过程中所达到的最高温度；
3．4 冷却阶段：理想的冷却曲线一般和回流曲线成镜像，越达到镜像关系，焊点达到的固态结构越紧密，焊点的质量就越高，结合完整性就越好，一般降温斜率控制在4度/S；
4.职责：
4．1 工程部
4.1.1 指导工艺技术员如何制作温度曲线图；
4.1.2 定义热电偶在PCB上的测试点，特别是对一些关键的元件定位；
4.1.3 基于客户要求和公司内部标准来定义温度曲线的运行频率；
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4.1.4 认可和审核炉温曲线图；
4．2 品质部
首片确认回流焊的参数设置（可根据公司标准核对），并对曲线进行认可；
4．3 制造部
炉前目检人员定时确认回流焊温度设定是否有更改；
5．程序：
5.1 回流焊温度曲线制作；
5.1.1 收集相关资料：
工艺工程师首先应该从锡膏、红胶、助焊剂供应商获得产品推荐规格
工艺工程师应询问客户对炉温是否有特殊要求，如有特殊要求就遵照客户标准，无则按公司内部标准执行；
工艺工程师应查询相关特殊元件是否有特殊温度要求，如无则按标准制作曲线；
5.1.2 工具和材料准备：
1）高温锡丝（PB88/SN10/AG2---250-300度）
2）红胶（NS3000E）
3) 热电偶（T-TYPE------350度）
4）侧温仪（SAI-383---正负1度）
5）电烙铁（300-350度）
6）PCBA （成品板）
5.1.3 侧温板的制作
5.1.3.1 热电偶探测点位置选取：（图一）
工艺工程师应根据PCBA具体情况和关键元件的特殊要求来决定测试点位置，一般情况按以下选取点位：
各种类型的BGA（BGA的Profile非常重要）；
PLCC、QFP、TOSP类型元件；
在一块PCBA正热容量最大和最小的元件；
湿敏感元件；
以前制程中从未遇过的异型元件；
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版本：5第 4 页共8 页在PCBA中元件过密处选点，用以发现元件之间温度影响；
在PCBA上均匀分布，用以发现PCBA上不同位置上的温度偏差；
（图一）测试点的选取
5.1.3.2 热电偶的选取：（图二）
探头须完好，且耐高温；
5.1.3.3 热电偶的焊接：
A .最好用热传导性较好的胶固定电偶，如一定要用高温锡丝固定应尽量使焊点小而且要光滑，焊点不能跨越3个焊盘，这样可以减少热传导从而提高温度的准确性；
（图二、热电偶导线选取）
B. 用吸锡带将要焊电偶的焊盘清理干净
C. 然后把电偶探头放在所需要焊接的地方，均匀加热（如图三）
（图三、电偶焊接指导）
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D. 再加锡使锡均匀扩散到焊盘处，焊好后将电偶导线分开（如图二OK的）
E. 正常情况电偶焊在元件焊点上，但是考虑湿敏感元件潜在的危险，故要将探头固定在
元件的本体上，测量本体温度（因为元件本体与焊点温度很可能不一致，如图四）
（图四、湿敏感元件）
F. BGA 焊热电偶方法比较特殊，需要测量BGA内部的温度，故要在PCB上打孔（如图五）
G. 一般针对复杂的产品至少需要5个测试点以上，简单的产品至少需3-4个测试点即可；
H. 在测试探头约10MM处须用高温胶固定，避免在使用过程中内应力过大造成开焊，对于
穿过PCB的的热电偶每隔50-80MM用高温胶固定，不能从元件上走线，在PCB尾部将所
有的导线整理在一起并固定；（如图六）
（图五、BGA 装热电偶方法）
（图六、PCBA装热电偶方法）
I. 探测头的插头上必须标明这根线的序号和其测试的元件位置，对于拼版PCB需标明拼版
号，分板定义为：按PCB流向先从左到右再从上到下，依次为“板1”“板2”“板3”
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“板4”以次类推（如图七板的流向
举例说明：如U1位置，则标明为“U1T”拼版则标“1U1T”以次类推；
J. 每次测温前，要检查测温板完好；
5.1.3.4 测温板的选择：通常选与所生产的产品一致的测温板，如无发实现，则选相似厚度、尺寸的测温
板，元件要相似才更精确（如BGA的数量）；
5.1.3.5 炉温曲线运行频率：在以下情况需做温度曲线；
A 换产品时；
B 连续生产没有换线的情况下，每天交接班时；
C 长时间停线需要重新确认新线体时；
D 客户要求比公司要求严格时；
5.1.4 曲线的确认标准：请参考公司标准文件《回流焊曲线审核标准》，特殊情况需要参照每个项目的锡
膏具体规格及元件所能承受的最高温度和时间来调整曲线图的验收标准；
制作曲线时应考虑元件所能承受的最高温度，对于大元件（如BGA）有铅制程要求元件本体温度不能超过230摄氏度，在无铅制程中要求元件本体温度不能超过245摄氏度，在最高温度5摄氏度范围内允许时间是10到30秒；
5.1.5 曲线制作所具备的内容：
1.炉温曲线应具有温度设定和链速，并且与回流焊程序设定一致；
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2.应具有最高温度和高于熔点以上的温度和时间；
3.预热区和活性区时间和温度；
4.升温和降温斜率；
5.每根线所对应的元件名，所在板面及拼版号；
5.1.6 炉温曲线的校对，每次完成炉温测试后，对其规格进行校对，如发现曲线偏离标准，必须马上采取
更改措施并记录温度曲线监控记录；
5.2 红胶固化；
5.2.1 红胶曲线运行频率同5.1.3.5所制订的；
5.2.2.热电偶的固定与锡膏的固定方法相同；
5.2.3 测试点设定至少在3-6个点之间，根据产品的难易程度来定；
5.2.4 红胶固化温度要求：
通常加热需过100摄氏度，一般在120摄氏度以上保持90-180秒；150摄氏度保持有60-90秒，峰值温度不能超过160摄氏度；
5.2.4 相似尺寸、厚度、元件密集的PCB可以用同一种测温板；
5.3 温度曲线的保存；
5.3.1温度曲线测试合格后，按照项目、产品、测试日期保存在指定项目内，并由指定人员进行维护；
5.4 测温板的使用寿命;
一般测温板使用寿命为20-30次，具体根据PCB材质及厚度尺寸而定，每片测试板制作好后统一由测温员对其编号，编号为“CS-00*”，使用后并记录在《炉温测试板使用记录》表内,使用到制定次数时，测温员向工艺工程师提出并确认是否可继续使用，工程师可根据PCB实际情况决定是否继续使用；
6. 相关文件、表格：
6.1 《回流焊曲线审核标准》WI-PE-001
6.2 《炉温测试板使用记录》 GLD-R-0154
6.3 《回流焊温度曲线监控记录表》 GLD-R-0155(1版）
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