March 22, 2021
Seprays清浄および電気性能追求の信頼性に対する温度のカーブのフル オートPCBのディバイダーの分け前の効果
序文
退潮の溶接プロセスの温度のカーブはアセンブリ変数を置くとき最も重要な考察の1つである。感覚温度のカーブを得るためには、要因は適切な装置の選択を含むと考慮される必要があり十分に結果を理解し、請求あり次第調節できる。より大きい熱質のある大きい多層部品そして部品のために、正しいはんだの接合箇所を形作るための最低の推薦された温度は部品のすべての区域で保障されクリーニングなしの変化残余は温和なべきである。注意深く選択されたエリアに厚い銅の層があるかどうか定めるために部品の組立図を点検することは必要である。より厚い銅の層はアセンブリの表面からの熱を吸収する。これははんだの接合箇所の冷たく、壊れやすい欠陥で起因するかもしれない。
温度のカーブの特徴
4つの段階か地域は還流の温度のカーブ（図1）の下で分析される必要がある。最初に、予備加熱の温度の上昇斜面（温度の上昇斜面）、そして予備加熱の温度の住宅の段階（浸る時間）、そしてピーク温度および最終的に冷却地帯を含むliquidusの温度の上の時間。
図1。無鉛還流の温度のカーブの4つの段階の例。
この実験で使用される変化のために変化に次第に蒸発し、良質のはんだの接合箇所を得させることができる2.0 C/s内の予備加熱斜面の斜面を制御することは必要である。これははんだの球、短絡および他の欠陥のようなはんだの欠陥と、関連付けられた危険を高めない。
温度の予備加熱の住宅の段階の間に、変化活性剤は酸化物を取除き、はんだののりと金属表面を接続する。この段階は多くの部品の全体のアセンブリがはんだの融点の下で共通の温度を入れるようにする。ほとんどのはんだののりのタイプのために、この温度は通常60から90秒の間維持される必要がある。
還流の段階は金属間化合混合物の形成である。還流の温度は通常はんだの融点でそれより高い20 - 40 Cである。liquidusの上に残る時期は他の材料（図1）の熱質そして選択によって30-90秒、である。
冷却地帯ははんだの共同粒状組織の完全性を定めて有用である。予備加熱段階の温度の上昇斜面と比較されて、より速い温度の低下の冷却斜面は通常要求されるが、部品およびサーキット ボードの表面の熱拡張係数（CTE）を超過しないことは重要である。温度の低下率を冷却するための慣習的な提案は以上4 C/s.ではない。
温度の分析装置
異なった条件に従って、利用できる複数の種類の還流の温度の分析装置がある。ある温度の検光子がプロダクトを、他分析するのに使用されている退潮の炉を分析するのに使用されている。この調査では、私はプロダクトと動くことができるプロダクト温度の分析装置にだけ焦点を合わせる。それは退潮の炉の長さに会う限り、長いケーブルを必要としない。プロダクト温度の検光子はアセンブリの多数の位置の温度を測定できる。ほとんどの商業移動式温度の検光子は6つまでの独立した熱電対を使用する。ある熱電対はリアルタイムのデータを測定し、コンピュータ モニターの受信機に送る。他はデータ点を貯えるのに内部メモリを使用する。プロダクトは退潮の炉を去るとき、コンピュータ ストレージ媒体にダウンロードされる。両タイプのデータが必須の分析の結果を得るのに使用することができる。
実験設計
この実験では清潔の測定および抵抗の測定の温度の影響を定めるのに、複数の温度のカーブが使用されている。私達は清潔を測定するのにイオン クロマトグラフィー（IC）を使用する。表面の絶縁抵抗（）は40の摂氏温度および90%の相対湿度、一度10分毎にのバイアス5ボルトのと測定される。すべてのテスト サーキット ボードが2種類の修飾されたテスト サーキット ボードが修飾されるかどうか定めるのに使用されている（図2）。
図2。2つの試験結果を識別するための2枚のテスト同一証明板。
温度のカーブの最初のグループの温度は推薦された温度の限界より低い20の摂氏温度。温度のカーブの第2セットは推薦された温度の限界より低い10 Cである。温度のカーブの第3セットはこのはんだののりのための製造業者によって推薦される。この温度のカーブの温度は正しいはんだの接合箇所および活性剤がすべて活動化させる最も低く正当な温度であると考慮される。温度のカーブの第4グループは高の10の摂氏温度推薦された温度の限界よりである。
温度のカーブの各グループの下で、5つがICによってテストされ、他の5つがによってテストされる10のサーキット ボードは気分にさせられる。参照のためのLCC、TQFP、BGAおよびアンインストールされたライン コネクターを含む各サーキット ボードの測定4の位置。
解析技法
Asは述べたより早い、これらの実験2つの解析技法を使用した:イオン クロマトグラフィー（IC）のテストおよび表面の絶縁抵抗（）テスト。
すべてのICテストはChromeleonソフトウェアのDionex ICS 3000クロマトグラフ システムを使用して行われた。自動化されたローカル抽出の技術がサンプルを得るのに使用されている。すべての部品は機械的に取除かれ、サンプルはサーキット ボードの層から得られる。ローカル抽出は他の抽出方法として部品の全表面積の汚染を正常化しないし、テストが方法ので非常に重要である。ICが指定はんだののりの元のサンプルをテストし、はんだののりの活性剤の主要なコンポーネントを定めるのに使用された。PCBの平面のイオン清浄度レベルを定めた場合、すべてのサンプルの測定されたデータは元のはんだののりのICデータと比較されるべきである。
テストは温度の変更（+ 1つの摂氏温度）および3%の内の相対湿度の変更をその間制御できる標準的な環境の倉庫で遂行される。電気測定は10分毎に測定される目盛りを付けられた自動スイッチ測定システムとなされる。
温度のカーブの最初のセット
温度のカーブの最初のセットは温度がはんだののりの製造業者によって推薦された温度の下に20の摂氏温度のとき最悪の場合還流である。はんだののりは温度のカーブのこのセットと還流するとき、やっと液体段階の州に達する。これは失敗した熱する源、不正確な方法（多分標準的なlead-containing温度のカーブ）または他の未知の原因（図3）を倍数の結果であるかもしれない。
図3。温度のカーブの最初のセット。
温度のカーブの最初のグループのICの結果
元のはんだののりICのサンプルはアセテート、塩化物、リチウム、ナトリウム、アンモニウムおよびカリウムが最も集中されたイオンである、およびまた最も心配したイオンことを示す還流の温度のカーブの各変更の後で。この最も悪い温度のカーブはアセテート、塩化物、リチウムおよびナトリウム イオンのレベルが還流の後でかなり増加したことを示す。このカーブを使用して、アンモニウムの内容およびカリウムはかなり減った（表1）。
温度のカーブの最初のセットのテーブル1. ICデータ。
温度のカーブの最初のグループの結果
温度のカーブの最初のセットの結果はすべてのサンプルの表面抵抗がIPC 1.0e8のオームの限界（図4）に合わないことを示す。
図4.温度のカーブの最初のセットの結果。
温度のカーブの第2グループ
温度のカーブの第2グループは最初のグループより実際の状態に近い方にある。温度のカーブの温度は10だけCとき推薦された温度の限界より低い還流の後でことをICおよび分析の変化残余の影響示す。但し、大きい熱固まりが付いているサーキット ボードそして部品のため、10C程度の温度変化を持っていることは不可能ではない。これらの温度のカーブの試験結果は還流の間に部品および装置の温度の配分の重要性を強調する。従ってすべてのヒーターがきちんと働いていることを保障するために、装置はまたテストされなければならない。温度のカーブは図5、表2のICデータおよび図6.のデータで示されている。
図5の温度のカーブの第2グループ。
温度のカーブの第2グループのテーブル2. ICデータ。
図6.温度のカーブの第2グループの結果。
温度のカーブの第2グループのICの結果
温度のカーブの第2セットのICの結果はほとんどのイオンが比較的低いが、殆んどは推薦された限界よりまだ高いことを示す。特にアセテート、リチウム イオンおよびナトリウム イオンは、正常な現場使用の環境のこれらのイオンのレベル失敗の危険性を高めるかもしれない。
温度のカーブの第2グループの結果
全部品の位置は標準に合わない、推薦されたICの限界に合う。非常に小さい熱質の点から見て、コネクター区域は（設置部品なしで）およびICテストに合格した。
温度のカーブの第3グループ
最高斜面が付いている製造業者および上昇率によっての推薦される温度のカーブは30から90秒のピーク温度に毎秒より少しにより2 C存在する。このペーパーでは、ピーク温度は250 Cであり、滞在時間は約60秒である。この温度のカーブは図7で示されている、ICの結果は表3で示され、結果は図8.で示されている。
図7およびグループ3の温度のカーブ。
温度のカーブの第3グループのテーブル3. ICデータ。
図8および温度のカーブの第3グループのの結果。
温度のカーブの第3グループのICの結果
製造業者によって推薦される温度のカーブを使用してすべての変化活性剤は部品があるかどうか試験区域ではたらき始める。はんだの融点の上の25-45 Cの推薦された温度較差の上でちょうど落ちる温度のカーブの第3セットを観察して、すべての地域は少なくとも246 Cに達する。
温度のカーブの第3グループの結果
部品の有無にかかわらず、すべての位置は受諾可能な標準を渡す。1.0e8オームの下の抵抗の価値が抵抗の測定で観察されなかったこと図8ショーのデータ。これは大気が過度に湿気のない正常で実用的な環境で、電圧を加えることはプロダクト失敗をもたらさないことを意味する。
温度のカーブの第4グループ
温度のカーブの最終的なセットは260 Cのピーク温度で（もしあれば）清潔および性能に対する付加的な熱エネルギーの効果を定めるために還流する。温度のカーブのこのセットの予備加熱の上昇斜面そして冷却の低下斜面は推薦された範囲（図9）の内にまだある。
図9およびグループ4の温度のカーブ。
温度のカーブの第4グループのICの結果
付加的な熱エネルギーはピーク温度に250 Cを超過させるかなりイオン レベルを減らさない。増加する熱エネルギーは実際に有害かもしれある特定のタイプの部品への損害を与える。テストのこのグループのICの結果が第3グループのそれらに類似していること表4ショーのデータ。
温度のカーブの第4グループのテーブル4. ICデータ。
温度のカーブのRESULTS OF FOURTHグループ
温度のカーブの第3セットのように、部品の有無にかかわらずすべての位置は受諾可能な標準を渡した。抵抗が抵抗の測定で1.0e8オームよりより少なく測定されなかった10のショーを計算しなさい。これは大気が過度に湿気のない正常で実用的な環境で、電圧を加えることはプロダクト失敗をもたらさないことを意味する。
図10の温度のカーブの第4グループのの結果。
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