炉温曲线设计及解决方案-深圳福英达
炉温曲线设计及解决方案
炉温曲线设计是一个复杂且关键的过程，它直接影响到产品的质量和生产效率。在设计温度曲线时，需要注意以下几个方面：
封装体特性限制
热容量：封装体以及器件载板治具的热容量决定了其吸收和储存热量的能力。对于热容量大的封装体（如铜基板/厚治具/大基板芯片等），即使没有升温速率的限制，要达到较高的峰值温度也需要更长的时间。
受热面积和导热系数：受热面积影响热量吸收的速度，而导热系数则决定了热量在封装体内部的传递速度。这两个因素共同决定了封装体在加热过程中的温度响应。
工艺和设备限制
升温速率限制：从工艺角度看，升温速率不能过快，以避免产生过大的热应力和损坏封装体。这限制了在短时间内达到高温的可能性。
设备限制：再流焊炉等加热设备在设计时已经确定了合适的温度范围和链速范围。这些限制条件使得在现有设备上实现特定的温度曲线变得困难。
温度曲线设计的挑战
目标峰值温度与时间的矛盾：在有限的时间内（如20s内），要达到较高的峰值温度（如不超过230℃）对于某些封装体来说是不可能的，特别是当它们的热容量较大时，即使没有升温速率的限制，要达到一定的峰值温度，也必须有足够的时间，最具有典型意义的例子就是铜基板的焊接。如下图所示：
炉温与PCB目标峰值温度的差异：炉温与PCB目标峰值温度之间的差异可能导致元器件封装内外温度分布不均。即使测试曲线显示的升温速率符合要求，也可能无法确保封装体内部的温度也达到要求
解决方案
优化封装体设计：如果可能的话，考虑优化封装体的设计，以减小其热容量或提高其导热性能。
调整工艺参数：在设备允许的范围内，尝试调整工艺参数（如预热温度、保温时间等），以更好地满足温度曲线的需求。
使用先进的加热设备：如果现有设备无法满足要求，可以考虑使用具有更高加热速率和更宽温度范围的先进加热设备。
利用模拟测温功能：利用测温仪的模拟测温功能进行虚拟设定和调试，以提高设置效率。但需要注意的是，模拟结果可能与实际情况存在差异，因此需要进行实际测试验证。
考虑替代方案：如果确实无法在现有条件下实现目标温度曲线，可以考虑使用替代方案，如改变焊接材料、调整封装体结构等。
总结
调试温度曲线是一个复杂的过程，需要综合考虑封装体特性、工艺和设备限制等多个因素。在遇到困难时，应仔细分析原因并尝试多种解决方案。同时，也需要认识到在某些情况下可能无法完全满足所有要求，需要在可接受的范围内做出妥协。
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