热剖析

热剖析(thermal profile)是通常与在烘箱(例如:回流焊炉) 中测量温度相关联的一组复杂的时温数据。热剖析常沿若干维度来测量,例如升温速率(slope)、浸泡(soak)、液相以上时间(TAL,time above liquidus)和峰值(peak)。

热剖析可以依据其在工艺窗口(规范或公差限)内的匹配程度进行排序。原始温度值按相对于工艺平均值和窗口限的百分比进行归一化。工艺窗口的中心定义为零,工艺窗口的极限边界为±99%。、生物化学工程、食品科学、危险废物的净化处理,以及地球化学分析。

电子产品焊接
该方法的主要应用之一是电子组件的焊接。当前使用的两种主要剖析类型为:爬坡-浸泡-峰值(Ramp-Soak-Spike,RSS)的马鞍形与爬坡到峰值(Ramp to Spike,RTS)的斜升型。在现代系统中,制造业的质量管理实践产生了诸如PWI的自动工艺算法,焊接炉通常预装大量电子设备和可编程输入以定义并细化工艺规范。通过使用诸如PWI的算法,工程师可以校准并定制参数以实现最小的工艺方差和接近零缺陷率。

回流工艺
在软钎焊中,热剖析是一组复杂的时温数值,涵盖了诸多工艺维度,如升温速率、浸泡、TAL和峰值。焊锡膏含有金属、助焊剂(flux)和助剂,这些成分帮助焊膏由半固态转为液态再到蒸气相;金属则由固态变为液态。为保证有效的焊接工艺,必须在回流焊炉中于精确校准的条件下进行焊接。

目前焊接中主要使用两类剖析类型:

马鞍型:爬坡-浸泡-峰值(Ramp-Soak-Spike,RSS)

斜升型:爬坡到峰值(Ramp to Spike,RTS)

马鞍型
“爬坡”(ramp)定义为温度随时间变化的速率,以每秒摄氏度表示(°C/s)。 最常用的工艺限值为4 °C/s,尽管许多元件和焊膏制造商规定的值为2 °C/s。许多元件有规定升温速率不得超过某一值(例如2 °C/s)。焊膏中助焊剂的快速蒸发可导致缺陷,如引脚翘起(lead lift)、立碑(tombstoning)和焊球。此外,若元件的含水量高,快速加热可能在元件内部产生蒸汽,导致形成微裂纹。

参考

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