回流焊测温技术作业指导书.ppt

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1、测温员岗位技术手册,回流焊是SMT大生产中重要的工艺环节，它是一种自动群焊过程，成千上万个焊点在短短几分钟内一次完成，其焊接质量的优劣直接影响到产品的质量和可靠性，对于数字化的电子产品，产品的质量几乎就是焊接的质量。做好回流焊，人们都知道关键是设定回流炉的炉温曲线。这就需要我们首先对所使用的锡膏中金属成分与熔点、活性温度等特性有一个全面了解，对回流炉的结构，包括加热温区的数量、热风系统、加热器的尺寸及其控温精度、加热区的有效长度、冷却区特点、传送系统等应有一个全面认识，以及对焊接对象-表面贴装组件（SMA）尺寸、组件大小及其分布做到心中有数，不难看出，回流焊是SMT工艺中复杂而又关键的一环，它

2、涉及到材料、设备、热传导、焊接等方面的知识。以下是我司的烘炉温度曲线测试技术,前 言,目 录,测温仪器和材料简介 烘炉简介 设置参数测温板的制作温度曲线制作安全预防,KIC2000温度曲线测试仪,我司使用的温度曲线测试仪的型号是;KIC2000,探头热电偶,共计有9个测试的热电偶插口,描述为：测试仪编号校准日期校准人员,测试仪开关,信息下载接口,KIC2000测温仪专用隔热套,隔热套主要作用是隔热，使KIC2000测温仪不会直接吸收烘炉热量，使测温仪正常的工作,目前我司使用的隔热套有两种：,厚度为:1/4英寸（隔热效果好），测试时用于温度设置较高的产品，如：无毒、,厚度为：1/8英寸，测试时用

3、于温度设置较低的产品，如一般的（设置温度不超出,带有模具、BGA、铝基板金属称底板之类的产品。,250度）红胶、黄胶之类的产品。,传感器、热电偶,热电偶,传感器,传感器插针细的是正极,传感器插针粗的是负极,我司使用的传感器和热电偶：1.用于KIC2000上的探头传感器、热电偶（使用方式将热电偶的红线接在传感器的负极，黄线接在负极）2.用于Chip/QFP类元件的传感器、热电偶（使用方式将热电偶的红色接在传感器的正极，白线接在负极）3.用于BGA/BCC元件的传感器、热电偶（使用方式将热电偶的红线接在传感器的负极，黄线接在正极）,2,1,3,用于测量中等温度的三种最常用的热电偶材料是铁铜镍合金（

4、J型），铜铜镍合金（T型）和镍铬合金阿留麦尔镍合金（K型）。下面分别介绍一下这三种材料：1.铁铜镍合金：J型热电偶，用颜色标记为白色和红色，温度变化1摄氏度时产生大约50V的电压。热电偶的两种金属线可以用焊接结合或者用一般的焊料和焊剂进行软钎焊进行焊接。铁铜镍合金热电偶在两条金属线之间会产生流电电动势并且不能用在潮湿的地方。2.镍铬合金阿留麦尔镍合金：K型热电偶，颜色标记为黄色和红色，温度变化1摄氏度时产生大约40V的电压。阿留麦尔镍合金线有磁性，热电偶的两种金属线可以用焊接结合或者用软钎焊进行焊接，但必须使用高温焊料和特殊的焊剂。当金属线有振动时，镍铬合金阿留麦尔镍合金热电偶会产生电信号，所

5、以它不能用于振荡系统中除非有应变消除环路。3.铜铜镍合金：T型热电偶，颜色标记为蓝色和红色，温度变化1摄氏度时产生大约40V的电压。两条金属线都没有磁性，可以用焊接结合或者用一般的焊料和焊剂进行软钎焊进行焊接。由于铜的热传导率很高，所以T型热电偶对导热误差非常敏感。,中等温度的三种最常用热电偶材料介绍,烘炉简介,目前公司烘炉型号有：HELLER1700EXL、HELLER1800EXL、HELLER1808EXL和HELLER1809EXL；,1.HELLER1700EXL有6个加热区2.HELLER1800EXL和HELLER1808EXL烘炉类型相同:有10个温区,前8个温区为加热区,后2

6、个温区为冷却区；3、HELLER1809EXL烘炉有12个温区,前9个温区为加热区,后2个温区为冷却区；4、温度曲线由四个区间组成，即预热区、保温区/活性区、回流区、冷却区，前三个 阶段为加热区，最后一个阶段为冷却区；4.1.预热区：通常指室温升至150左右的区域，在预热区，锡膏中的部分溶剂能够及时挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以适应后面的高温；4.2.保温区/活性区：保温区又称活性区，在保温区温度通常维持在15010的区域，此时锡膏正处于熔化前夕；4.3.回流区：加流区的温度最高，板面温度瞬时达到210-225(此温度又称之为峰 值温度)，在回流区锡膏很快熔化，并迅速润温焊盘，随着温度

7、的进一步提高 回流区的升温速率控制在2.5-3/sec,一般应在25sec-30sec内达到峰值温度；4.4.冷却区：运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固。通常冷却的方法是在回流 焊烘炉出口安装风扇，强行冷却。,烘炉简介2,烘炉操作指南,风扇制冷,另存程序,回到烘炉主页面,离开/关闭烘炉,调程序,保存设置,检查报警信号,清除报警信号,开所密码,锁住烘炉,我司烘炉操作有两种类型：1.烘炉打开后直接在操作界面上打开文件夹选择要调的程序，打开程序即可，可直接根据下图描述来操作。下图描述为可直接用鼠标操作,2.烘炉打开后直接选择程序进入，如需要调程序直接在键盘上按F4+F1，另存程序在键盘上按F4+

8、F2，设置温度按F1，保存设置按F2，输入温度用键盘来输入。,风速设置值,风速实际值,链速设置值85(cm/min),链速实际值85(cm/min),下温设置值,下温实际值,设置烘炉参数1,上温设置值,上温实际值,警示灯（绿灯亮）表示可以正常过板,设置烘炉参数直接在操作界面的温度设置值输入温度设置参数，当烘炉的实际的温度达到设置值时，烘炉的实际值就会是绿色，当烘炉的所有温区都达到设置值，警示灯为绿色。,1、根据锡膏(烘炉温度曲线审核标准的要求和客户特殊要求来设置产品的温度参数；2、根据产品的PCB板实际厚度，所使用到的模具（有硅胶、合成石、铝基模具等等）3、产品上的元器件大小(如有BGA.QF

9、P的元件等)；4、洪炉链条传输的速度设定(根据前1.2.3来设定)：4.1.链条传输的速度：450(mm/min)、550(mm/min)、600(mm/min)、700(mm/min)、800(mm/min)、850(mm/min);4.2.链条传输的速度为450(mm/min)：带有模具的铝基板 链条传输的速度为550(mm/min)：一般定为需使用模具产品过烘炉的速度；链条传输的速度为600(mm/min)：一般定为普通产品过烘炉的速度；链条传输的速度为700(mm/min)：一般定为所有印胶产品过烘炉的速度 链条传输的速度为800(mm/min)：比较少使用；链条传输的速度为850(m

10、m/min)：本公司一般定为LG无铅产品烘炉的速度。5、冷却区的风速(根据第2条设定)；6、烘炉实际温度要在设置温度5范围内；7、本公司常用的锡膏(红胶)在烘炉中设置参数如下,(仅供参考)7.1.MULTICORE（CR32）一般:60/120，130，145，160，170，190，220，240/100 较薄:60/140，145，150，155，165，180，215，230/100 有模具：60/120，130，145，160，175，200，230，250/2 上下都有模具:60/120，130，145，165，180，205，235，265/100,设置烘炉参数2,7.1.Qual

11、itek(6701)：一般:60/140，145，140，145，170，205，225，236/20 较薄:60/145，150，152，170，180，188，215，228/0 有模具：55/145，150，155，165，180，200，218，240/20 上下都有模具:55/140，145，155，165，205，225，235，280/100 7.2.TAMURA(RMA-012-FP)：一般:60/135，140，140，142，155，200，220，252/20 较薄:60/130，132，130，132，160，190，220，235/0 有模具：70/140，145，1

12、40，145，145，185，235，252/0 上下都有模具:55/140，142，145，152，155，215，225，268/100 7.3.Ecojoin(EFC-3C05);TAMURA(TLF-204-93K)一般:85/180，190，200，190，200，245，298，240/20 有模具：60/185，190，190，185，195，230，285，245/50 上下都有模具:60/195，210，210，195，200，270，298，280/100 7.4.SENJU 一般:70/145，150，152，200，210，220，240，225/0 有模具：50/15

13、0，165，175，185，190，210，252，272/100 7.5.LOCTITE(LF318)一般:55/135，140，140，145，150，220，230，258/20 较薄：60/135，140，140，140，165，210，252，240/0 有模具：60/150，155，155，155，160，225，268，255/0,设置烘炉参数3,7.6.印胶(3611)一般:70/125，145，155，162，160，160，150，125/07.7.点胶(3609)一般:70/130，150，160，162，162，162，155，150/0.7.8.黄胶 一般:60/14

14、0，138，138，128，130，130，130，130/0 以上设置的这些参数只是针对HELLER1800烘炉的大概温度.不同的烘炉有不同的参数.(每个烘炉本身温度就有高低的区别).7.9.有BGA的温度的设置(单面板)MULTICORE 60/145，150，155，160，165，185，225，275/100 Qualitek:60/140，145，140，145，175，225，242，250/20 TAMURA:60/135，140，145，145，160，212，220，250/20 7.10.双面板的温度设置注意事项:(生产第二面)较薄的PCB,元器件小的,不用设上下温 有排

15、插,QFP,元器件大的都要设上下温 备注：此处没有描述无铅/无毒产品的温度设置，可以通过KIC2000软件将标准改为无铅/无毒进行优化，选择合适的温度进行设置。(一般:链数/每一温区的温度参数/风扇),设置烘炉参数4,测温板的制作1,以下是对焊接测试板使用的工具和测试板的描述：,名称：高温胶纸宽度：5mm,名称：温度曲线制作烙铁温度设置：380-420,名称：高温锡丝型号：Alpha ENERGZZD PLUS RA成分：pb88 sn12,焊接好热电偶的测试板,用高温胶纸在焊点的边缘将热电偶固定好,1、ME工程师根据烘炉温度曲线审核标准和客户的要求，指导工艺员制作温度曲线测 试工艺，工艺员在

16、取测试点应考虑公司对温度测试技术要求：a.温度曲线各测试点必须能体现出整块板的温度状况；b.必须至少有一个点为整块板上吸收热量最大的元件；c.必须至少有一个点为整块板上吸收热量最小的元件；d.取测试点尽可能考虑到焊热电偶时不会碰到其他元器件。2、温度曲线测试 员严格按工艺要求制作测试板，2.1.具备的材料（焊锡丝），了解产品是为无铅、无毒、有铅、有毒产品；2.2.使用工具：烙铁（注意温度范围）、热电偶、传感器，防静电手环；2.3.根据测试点工艺取点焊接，一般焊点都要对角焊接；2.4.传感器的焊点必须同时接触元件的焊接端和PCB焊盘；2.5.焊点内的传感器线要呈双绞线状态；焊点外的传感器裸线相互

17、间不可接触，呈直径12mm的圆形。2.6.焊接测温板时,严格按照过板方向来焊接；,测温板的制作2,热电偶出问题的曲线图,热电偶焊接示意图,2.7.焊接在板上的热电偶和元件管脚焊点的直径不大于1毫米，焊点越小准确度越高；2.8.铬铁温度范围设置在380-420之间；2.9.锡丝为有铅与无铅区分(根据锡膏/红胶型号)来定。2.10.将焊接OK的热电偶在每个焊点旁用茶色高温胶纸固定。2.11.测试板上可能吸热的附属物如高温胶纸等尽可能少，但要粘紧。2.12.对于非固定测试板产品，测试板由温度曲线测试工每次测试前制作，做完后拆除传感线，交给生产线处理。且测试板在试产测试完后不拆除，用于以后量产时日复核

18、曲线用。2.14.固定测试板由温度曲线测试工使用和保管，在新测试板上建立一张测试板使 用历史记录表，每使用一次后在表上记录一次标记。当测试板使用超过30次 时，测试板必须交ME工程师确认是否可继续使用，若继续使用则需更换记录表。当测试板使用未超过30次，但温度曲线测试工在使用中发现需更改烘炉温度设置超过产品原始设置的5曲线才能满足审核标准时，需立即交工程师分析确认，由工程师决定此测试板是维修、重新制作还是采用其它的措施。,测试板使用历史记录表,做好防静电措施,标示产品型号（TS/BS面）,按项目保存有序,茶色高温胶纸固定,测温板的制作3,温度曲线制作流程：,温度曲线制作1,开始,使用锡膏/红胶

19、型号,符合要求的标准状态,设置烘炉参数,生产出板先过一块,填写申请单（申请测试板）,制作测试板(焊接),测试(下载数据),温度符合标准为止,拆板,打印温度曲线给工程师签名,张挂烘炉上,测试烘炉温度之前注意事项：1.确认烘炉温度设置无误，是否根据锡膏标准设置烘炉温度，烘炉炉温正常2.确保测试板焊接良好，对热电偶进行检测，看是否有坏线，坏线要维修好 3.对测试仪进行检测（检测测试仪电池电压，检测热风电偶是否温度异常）4.听测试仪的响声是否正常，如果声音异常则表示测试仪不能正常的工作5.测试仪本身温度一定要降到室温的情况下，否则测试仪不能正常的工作备注：具体的检测方法后面会有描述,温度曲线制作2,1

20、、取板制作温度曲线要用过完炉后已冷却到室温20-30的板,不能使用刚 出炉温度 还很高的板,以免做出的曲线达不到标准或有误差；2、测试仪KIC2000要轻拿轻放；3、将焊接好的传感器依次插到KIC2000测温仪的接收插座中(见图示);,4、再将测试仪上的探头热电偶贴在PCB板上，头部露出25mm,5、如果PCB板比测温仪外面的隔热套小，需要调开抛道，通知自动化技工调 整轨道，测温员不可以擅自调轨道；6、使用回流焊工装模具，必须要在过板的轨道上将模具调至跟PCB板一样的 宽度，以合与测温板一起过炉；7、打开KIC2000测温仪上的电源开关，将测温仪装如隔热套内；,电源开关,温度曲线制作3,8、将

21、测试板与KIC2000测温仪一起送进洪炉中，开始收集烘炉各区的数据;,将测温仪送进烘炉后，手应立即离开，注意抽口和手不要夹在烘炉的链条上，手不要伸进烘炉里面，以免烫伤。,9、如果产品和产品使用的模具烘炉辊道的宽度小于测试仪隔热套的宽度，就要使用专用的模具（见下图）,温度曲线制作4,专用过回流模具,安装方式,使用专用模具过炉，可以不再烘炉的辊道中间过炉，在烘炉的一侧过炉即可,10、将测试板和测温仪放如烘炉种后，抄写烘炉上设置的温度和链速，抄写 时要注意上温区温度和下温区温度是否一致，如果不一致则明确的抄写 上温区和下温区的温度；,温度曲线制作5,11、回流时间一般为175sec-295sec即3

22、-5分钟左右，(不包括进入第一温区 前的时间);过炉后，从烘炉中取出测试板和隔热箱，如果采用模具过炉 的，也要将模具从炉中拿出来，注意：一定要戴上隔热手套，拿取隔热 箱和模具时速度要快并且洪炉旁无放其他物品，袖口要扣紧，以免烫伤 和夹伤；,警示牌(手切勿伸进炉中取板和测试仪,手不能靠近链条上，以免卡伤。,戴防静电手套取板，拿隔热套时一定要戴上隔热手套。,12、将KIC2000测温仪和测试板一 同拿到专用下载电脑处，从隔热套中取处测温仪插上数据线开始下载数据,插上数据线,温度曲线下载1,在电脑设置好的链接里选择线别，直接点击进入，软件内共有六个板块,制程界限,全球偏好,退出软件,浏览温度曲线,硬

23、件管理,温度测试,主菜单,1、点击全球偏好可以对KIC2000测温仪语言、初始温度、单位、测试类型进行设置，设置后点击确定，选择的数据就被使用，如果取消测温仪还会默认以前的数据。,温度曲线下载2,取消,确定,数据选择,温度曲线下载3,2、点击制程界限，选择锡膏的名称，点击编制,选择锡膏名称,删除,温度曲线下载4,2.2、编辑锡膏标准，根据温度曲线标准输入相关数据，点击确定将被使用,输入锡膏标准,温度曲线下载5,3、点击硬件管理可以检测到，KIC2000测温仪上的热点偶是否有坏线，检测电池电压，仪器的本身的温度，和最高温度设定。,数据显示,温度曲线下载6,4.1、点击温度曲线测试可以下载测试仪里

24、面的数据，直接点击进入，输入产 品名称，选择锡膏，选择测试类型，选择烘炉名称，输入烘炉的程序名称。,产品名称锡膏选择测试类型烘炉选择程序名,下一步,温度曲线下载7,4.2、点击下一步后，输入烘炉的温区，和每个温区设置的温度及传送带速度,下一步,输入温区,温区温度,传送速度,上下温是否一致,4.3、点击下一步后，这里是提示你在测试之前KIC2000的1热风电偶的前端要超出半边25mm，点击下一步,温度曲线下载8,下一步,温度曲线下载9,4.4、点击下一步后，这里是提示你在测试之前把其它的热电偶装在KIC2000 测温仪上，安装的顺序不重要，直接点击下一步,下一步,温度曲线下载10,4.5、点击下

25、一步后，下载温度曲线之前，选择热电偶的数量，输入热电偶名称，热电偶一定要显示重新传送，开始下载数据,数据显示,硬件数据显示,是否输入热电偶名称,热点偶数量选择,开始下载,温度曲线下载11,4.6、下载后的数据（温度曲线图、制程界限数据、炉温设置）,炉温设置,温度曲线图,制程界限编辑,制程界限数据,拷贝数据,打印,退出或重新测试,PWI值超出100则为不合格,温度曲线下载12,4.7、如果制作出的温度曲线不理想或是炉温设置有误，可以选择最佳化进行搜索最佳的数据和最佳的炉温设置,开始搜索,最佳化主页,搜索的条件选择,上面为实际测试数据下面为预测数据,烘炉的最佳设置,温度曲线下载13,5、点击浏览温

26、度曲线，可查看以前测试过的温度曲线,线别描述,产品型号选择,测试记录,保存,删除,查看,回到主菜单,温度曲线下载14,6、点击主菜单最后一个板块退出程序备注：下载后的温度曲线及时打印张挂烘炉上,退出程序,温度曲线下载注意事项：1.下载线别一定要正确，方便以后的查找；2.数据输入要正确，数据输入错误虽然不会影响测试的数据，但是会影响 优化的数据；3.优化数据时，要把错误的数据清楚，否则无法得到正确的数据；,填写程序名制作人签名工程师签名确认,PWI介绍,一，何为PWI PWI 意为“工艺窗口指数”（Process Window Index），它是衡量温度曲线相对于给定的工艺窗口的符合程度。如图一

27、所示，图中左右红色区域之间的区域为我们定义的工艺窗口范围，如果温度曲线没有超出该工艺窗口的边界，我们就认为该温度曲线是处于工艺窗口之中的。我们定义工艺窗口的中心为零点，在工艺窗口的最外边缘为100。当温度曲线的PWI值大于或等于100时，就表明温度曲线超出了工艺窗口；当温度曲线的PWI值为99时，表明温度曲线在工艺窗口之中，但非常接近工艺窗口的边缘；当温度曲线的PWI值小于99时，表明温度曲线在工艺窗口中，并且直接地告诉出该温度曲线处在工艺窗口的百分比率，如PWI为70，表明温度曲线处于工艺窗口的70%的位置。很简单，PWI就是体现了温度曲线所处工艺窗口的位置，体现出该温度曲线在工艺中的稳健程

28、度。温度曲线的PWI值越小，其工艺越稳健；温度曲线的PWI值越大，其工艺越有超出工艺窗口的危险。,图一：工艺窗口和PWI,一般地，单板的温度曲线包括几根温度曲线（因为同一单板上分布有不同的热容量焊点，具体视所布置热电偶的数目而定），而每根温度曲线在升温斜率、预热温度、预热时间、焊接时间和焊接峰值温度有五个不同的PWI值，如某某单板包括六根温度曲线，则其有不同的30个PWI值，那么该单板的综合PWI值为多少呢？在此，我们规定：以每根曲线最坏的情况来衡量该单板的综合情况，就是其30个PWI值中取最大值为该组曲线的综合PWI值，如图三所示，该根曲线的PWI值为80%。及其综合PWI,PWI介绍2,图

29、二：一个热电偶在单个工艺窗口中的PWI,通常回流炉温度曲线的PWI值能够达到80或以下，在具有良好性能的回流炉，能够达到5060之间（针对我司热容量范围的单板）。如图二所示，为单根热电偶的某一测温点在焊接峰值温度工艺窗口中取得的PWI值。,PWI介绍3,图三：单个热电偶在多个工艺窗口中的PWI,二，如何计算PWI 参照如下公式，不难计算出PWI值 其中：i1N（热电偶的数量）；j=1M（工艺窗口的数量，该值一般参照锡膏的厂商提供的锡膏焊接要求而定）其中求最大值的过程即是以每根曲线最坏的情况来衡量该组曲折的综合情况的过程。,炉温和产品测试要求1,1、正常产品（没有BGA和异形元件）生产的烘炉要由

30、温度曲线测试工每24小时做一次，即每天要做一次温度曲线。对于有BGA、BCC元件的产品仍按每班即每12小时做一次温度曲线，温度、链速、锡膏型号更改调整后,且模拟温度设置OK后，必须要重做一次温度曲线。产品每次转机或转线必须要做一次温度曲线。2、转机准备制作温度曲线前，要确认烘炉温度、链条传动速度与冷却温区旋钮位置为正常，烘炉实际温度要 在设置温度的+/-5范围内。3、温度曲线参数设置：4、设置好温度曲线的各项参数，包括烘炉各温区设置温度、链条传动速度、所测点元件名称、文件名等。文件上的程序名与烘炉上的程序名要相同。并要注明烘炉冷却区的冷却速率。检查无误后存盘、打印，打印时设置成A4页面。5、无

31、铅和ROHS产品温度曲线的制作5.1无铅和ROHS产品温度曲线的制作注意事项和流程可参照有铅产品，特别注意不可以同时在烘炉中过有铅和无铅的两种产品。,5.2无铅和ROHS产品的温度最高峰值温度、熔锡温度要比有铅产品的高，制作温度曲线时具体参照根据锡膏供应商提供的参数所制作的温度曲线审核标准，且必须要经ME工程师的确认。5.3在做无铅产品的温度曲线时，可以用红胶3611或3609 ROHS材料固定制作。另外如有无铅高温锡丝在使用时，注意制作过程中传感线不能出现松脱或掉的情况。6、无铅和ROHS产品切换过程中以下4种情况的最高温区和时间要求：6.1有铅制程（所使用锡膏为有铅锡膏），且材料全部为有铅

32、，所设置的温度曲线最高温与时间和之前一般的有铅产品相同6.2有铅制程（所使用锡膏是有铅锡膏)，且大部分材料为有铅材料，但有个别BGA、BCC、QFN等吸热容量较多元件是无铅材料,要求最高温度设置在225230之间，且183以上时间为6090sec.6.3无铅制程(所使用锡膏是无铅锡膏)且全部为无铅材料，但PCB板为FR1(纸质板)，最高温度设置为229235,且220以上温区时间为3045sec，6.4 无铅制程(所使用锡膏是无铅锡膏)且全部为无铅材料，且PCB板材质为常用的FR4纤维板、CAM-3板等，最高温度设置为230250，且217以上温区时间为3060sec,炉温和产品测试要求2,安全预防,警示牌(手切勿伸进炉中取板和测试仪,手不能靠近链条上，以免卡伤。,戴防静电手套取板，拿板时一定要戴上隔热手套。,将测温仪送进烘炉后，手应立即离开，注意抽口和手不要夹在烘炉的链条上，手不要伸进烘炉里面，以免烫伤。,焊接测温板时，烙铁温度很高，小心烫伤。,不使用模具直接在烘炉网过炉，注意手不要伸进烘炉里面，以免烫伤。,焊接测温板时，烟雾含铅量很高，注意使用抽风筒。,在剥离温度感应线时，会产生皮肤过敏物质，注意戴防护手套操作。,