PCB线路板回焊之原理与管理（二）回焊曲线的分类

一般而言，曲线可概分为(1)有鞍的RSS型(2)无鞍的L型(RTS型Rampto Spike)(3)长鞍型(LSP型Low Long Spike)现说明于后：

 

(1)有鞍型：

从室温起步以1—1.5℃／sec的速率，将行走中的板子升温到110—150℃的鞍首部。然后再以缓升或恒温方式，在60一90秒内拉高到1 5 0—1 7 0℃的鞍尾部，本段主要功用是让PCB线路板与元件吸足热量，在内外均温下以便飙升峰温。此Profi1e之峰温约240±5℃，TA L(熔点以上之历时)约50-80秒，冶却速率3—4℃／sec，总共历时3-4分钟。

 

 

 

(2)无鞍型：

全程採直线性升温，其速率控制在0.8-0.9℃／sec之间，一路提升到峰温240±5℃。此L型曲线以直线式或稍呈下凹为宜，不可出现隆起状态，以免板面过热造成厚板之表层起泡。且此升温线的2/3长度处不宜超过150℃，其馀参数同上。

 

 

 

（3)、长鞍型：

当PCB线路板须焊装多颗BGA时，为了减少球脚中之空洞（Voiding)，及供应腹底内球充份热量之考虑，可将有鞍型之鞍部再予平缓延长，以赶走内球锡膏中的挥发份。其做法是以1.25℃／sec的升温速率起步，到达120℃的初鞍时，即以120-180秒的耗时平缓走到末鞍，然后才往峰温飙升，其他参数也与上述者相同。

 

   

 

二、移动式测滠仪（Profiler)之品质与手法

此种必备的测温仪可牵引出的热偶数目不等〈4条到36条），其品牌与价格之差异也很大（NT.10万到30万）。良好测温仪之纪录器可记下的数据应包括：起步段之升温速率、 PCB板面温差、吸热段之耗时、峰温前之飙升速率、峰温读値、熔融锡膏之液态历时(TAL)，以及最后历程之冷却速率等重要参数。

 

 

 

为了要达成使命起见，测温仪主机盒与内部电池都必须能够耐热，外形要够扁平而不致被炉口所卡住，热偶线本身的感热误差不可超过±1℃ ，测温取样频率不宜超过1次/秒，记忆量也要够大，输出资料还要具有统计管制（SPC）的能力，软体的升级亦应简单容易。

 

PCBA加工

 

通常较大PCB线路板子的回焊中，其领先进入的前缘，当然比起中间或后缘要提早升温及提早冷却。且四角或板边的吸热与升温，都要比中央来得更快更高，故所贴著的热偶线中至少应包括此二区域在内。而且大零件之本体也会吸热，致使其引脚升温也较小型被动元件来得慢一些。甚至大号BGA腹底之热量更是不易深入， 此时须将腹底之PCB另行钻孔，并自板子正面先焊妥自底面穿出的感温线，再于贴焊BGA时量测其死角处之温度。某些对强热敏感的元件，其附近也应刻意贴著热偶线，作为回焊曲线取决的首要条件。

 

 

 

为了避免热敏元件与高层数厚板遭到强热之伤害起见，还须利用测温仪找出组装板上的"最热点"与"最冷点"。其做法是另採印妥锡膏的试焊板，先以高速通过回焊炉（如2m/min〉，之后观察板边小型被动元件（如电容器）的双垫是否已焊妥？未妥者则再次降速（如1.5m/min)试焊，一直要找到第一个熔焊点出现为止，那就是全板的最热点。然后继续降速〈即增加热量）直到大号元件最后之焊点也完成时，那就是全板的最冷点。于是在既定的Spike温度下（如240℃） ，将可试走找出组装板的正确输送速度来。此刻其锡膏之液态历时TAL也可测得。如此一来热敏元件与高层数厚板等体质不强者方得以安全，方不致在回焊强热中遭到烫伤或表面爆板的灾情。

三、鞍部的吸热管理

根据各种品牌焊膏SAC305或SAC3807的规格，鞍部吸热时间在60-120秒之间变化，温度从前鞍座的110-130缓慢上升到后鞍座的165-190。其中PCB是一个很厚的多层板(尤其是高层的厚板)，承载的元器件很重很庞大，即使BGA不是在少数地方，其4-6段的缓慢上升和吸热也会非常关键。需要让厚板和零件的内外全部吸收全部热量，然后在峰值温度的强烈热量下迅速上升，以免内外温差过大造成厚板或零件爆裂。此时，轮廓必须是鞍部或边缘类型的回流曲线。

但如果是小板、薄板或单板或双板，其所携带的元件多为小型者，在内外温差较小的情况下，为了争取产量和速度，吸热段可以采用缩短时间，快速升温<1/秒以上的方法。此时，鞍部将消失，当它沿着道路上升时，它将呈现像屋顶一样的L形轮廓。但是这时候回流焊炉本身的质量会有很大的影响，各段的传热效率一定要高效均匀。当板进入瞬间失温时，其快速准确的补偿能力必须快，以免造成过大的区域落差(局部板面不应超过4)。

上述鞍部明显的曲线，TAL时间较长(约120秒)，而鞍部L  型者不明显的TAL时间较短(约60秒)。无铅重要规范，是对湿度敏感的封装元器件的测试文件；故意让密封前期通过吸湿，后期再通过回流焊测试，看密封能否经受住吸湿和高热的折磨。本020C中的图5-1是观察密封是否会破裂的测试曲线。这个图的外面是一条波动平滑时间长的曲线，就是Profile无铅大块检测；有小块铅的试验曲线是中心波动大、时间短的曲线。很多人误把这条特殊的测试曲线用于量产，难免产生被冠之嫌。

四.焊膏与曲线的协调

焊膏配方一般90%为粉末(小球)金属焊料，10%为有机辅料。除少量支撑金属(如锑、铟、锗等)外。)，即使主要成分完全相同(如SAC305)，锡颗粒的流动性和愈合性也有很大不同，大小和数量比例不同。

至于有机辅料，就更有余地了，品牌品质的差异大部分来自于此。有机物包含助熔剂、活化剂、粘合剂、抗流挂剂、溶剂等。有了金属球，必要的印刷适性、杰克时间、抗塌陷性、粘度值、免洗绝缘质量(s-功r或水溶液电阻率等)。)，锡的分散和锡的应用等。对于建筑可以显示。所以各种商用焊膏在其目录中都会强调在各个加热阶段能够耐热且不变质的温度范围；以及形成焊点后的各种质量特性。

至于熔融焊膏的液态时间(TAL)的长短，也与待焊板表面处理的类型和厚度有关。一般来说，板中常用的TAL应该是60-100秒，以减少待焊接板的痛苦和高热引起的焊剂，但仍然需要完成焊膏的愈合，达到良好的tin或IMC。TAL太长，当然会伤到零件和板材，甚至焊剂也会被炭化。但太短的TAL会明显带来焊接、吃锡不良或焊膏愈合不充分，导致颗粒外观的丧失。对于热敏性强的待焊板材，似乎可以从最短的TAL开始试焊，在不改变各段热风的情况下，采用方便的运行速度微调，可以找到最合适的焊接条件。