爐溫曲線設(shè)計及解決方案-深圳福英達
爐溫曲線設(shè)計及解決方案
爐溫曲線設(shè)計是一個復(fù)雜且關(guān)鍵的過程，它直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在設(shè)計溫度曲線時，需要注意以下幾個方面：
封裝體特性限制
熱容量：封裝體以及器件載板治具的熱容量決定了其吸收和儲存熱量的能力。對于熱容量大的封裝體（如銅基板/厚治具/大基板芯片等），即使沒有升溫速率的限制，要達到較高的峰值溫度也需要更長的時間。
受熱面積和導(dǎo)熱系數(shù)：受熱面積影響熱量吸收的速度，而導(dǎo)熱系數(shù)則決定了熱量在封裝體內(nèi)部的傳遞速度。這兩個因素共同決定了封裝體在加熱過程中的溫度響應(yīng)。
工藝和設(shè)備限制
升溫速率限制：從工藝角度看，升溫速率不能過快，以避免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力和損壞封裝體。這限制了在短時間內(nèi)達到高溫的可能性。
設(shè)備限制：再流焊爐等加熱設(shè)備在設(shè)計時已經(jīng)確定了合適的溫度范圍和鏈速范圍。這些限制條件使得在現(xiàn)有設(shè)備上實現(xiàn)特定的溫度曲線變得困難。
溫度曲線設(shè)計的挑戰(zhàn)
目標(biāo)峰值溫度與時間的矛盾：在有限的時間內(nèi)（如20s內(nèi)），要達到較高的峰值溫度（如不超過230℃）對于某些封裝體來說是不可能的，特別是當(dāng)它們的熱容量較大時，即使沒有升溫速率的限制，要達到一定的峰值溫度，也必須有足夠的時間，最具有典型意義的例子就是銅基板的焊接。如下圖所示：
爐溫與PCB目標(biāo)峰值溫度的差異：爐溫與PCB目標(biāo)峰值溫度之間的差異可能導(dǎo)致元器件封裝內(nèi)外溫度分布不均。即使測試曲線顯示的升溫速率符合要求，也可能無法確保封裝體內(nèi)部的溫度也達到要求
解決方案
優(yōu)化封裝體設(shè)計：如果可能的話，考慮優(yōu)化封裝體的設(shè)計，以減小其熱容量或提高其導(dǎo)熱性能。
調(diào)整工藝參數(shù)：在設(shè)備允許的范圍內(nèi)，嘗試調(diào)整工藝參數(shù)（如預(yù)熱溫度、保溫時間等），以更好地滿足溫度曲線的需求。
使用先進的加熱設(shè)備：如果現(xiàn)有設(shè)備無法滿足要求，可以考慮使用具有更高加熱速率和更寬溫度范圍的先進加熱設(shè)備。
利用模擬測溫功能：利用測溫儀的模擬測溫功能進行虛擬設(shè)定和調(diào)試，以提高設(shè)置效率。但需要注意的是，模擬結(jié)果可能與實際情況存在差異，因此需要進行實際測試驗證。
考慮替代方案：如果確實無法在現(xiàn)有條件下實現(xiàn)目標(biāo)溫度曲線，可以考慮使用替代方案，如改變焊接材料、調(diào)整封裝體結(jié)構(gòu)等。
總結(jié)
調(diào)試溫度曲線是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮封裝體特性、工藝和設(shè)備限制等多個因素。在遇到困難時，應(yīng)仔細分析原因并嘗試多種解決方案。同時，也需要認(rèn)識到在某些情況下可能無法完全滿足所有要求，需要在可接受的范圍內(nèi)做出妥協(xié)。
-未完待續(xù)-
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