本文的目的是解釋使用自動(dòng)化設(shè)備焊接 Merit Sensor 制造的傳感器的最佳技術(shù)。 必須評(píng)估和測(cè)試所有配置文件以獲得最佳性能。

由于對(duì)鉛的安全性的擔(dān)憂以及禁止使用鉛的新法規(guī)，例如歐洲的有害物質(zhì)限制 (RoHS) 指令，越來(lái)越多的公司已停止在制造過(guò)程中使用傳統(tǒng)的錫鉛 (Sn/Pb) 焊料電路板。 RoHS 指令已禁止歐洲銷(xiāo)售含有超過(guò)指定水平的鎘、六價(jià)鉻、鉛、汞、多溴聯(lián)苯 (PBB) 和多溴二苯醚 (PBDE) 阻燃劑的新型電氣和電子設(shè)備。

Merit Sensor 提供固定在陶瓷基板上且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)的壓力傳感器。 無(wú)鉛焊盤(pán)鍍有 AgPt，以確保大多數(shù) PCB 連接具有出色的焊點(diǎn)。

Merit Sensor 部件可以使用含鉛或無(wú)鉛焊接工藝進(jìn)行焊接。 本文旨在指導(dǎo)客戶如何使用無(wú)鉛焊料或含鉛焊料焊接 Merit Sensor 部件。

為了滿足RoHS指令，產(chǎn)品必須使用無(wú)鉛焊料進(jìn)行焊接。

用無(wú)鉛焊料焊接

由于 Merit Sensor 的壓力傳感器是在陶瓷上制造的，因此應(yīng)選擇適合焊盤(pán)的無(wú)鉛焊料。 Merit Sensor 建議使用熔點(diǎn)為 217-221 °C 的含 SnAgCu 的焊料合金。 表 1 顯示了 SnAgCu 系列中的無(wú)鉛焊料合金。

表 1. SnAgCu 系列無(wú)鉛焊料合金

與含鉛焊料相比，無(wú)鉛焊料合金的表面可能會(huì)出現(xiàn)顯著差異。 此外，與含鉛焊點(diǎn)相比，無(wú)鉛焊點(diǎn)將具有暗淡或無(wú)光澤的表面。 這是因?yàn)楫?dāng)無(wú)鉛合金開(kāi)始冷卻時(shí)，焊點(diǎn)表面會(huì)變得粗糙。 這種粗糙度歸因于無(wú)鉛合金的體積收縮增加。 與含鉛焊點(diǎn)相比，無(wú)鉛焊點(diǎn)通常更小，但這對(duì)可靠性沒(méi)有影響，因?yàn)檫@些只是外觀特征。

與含鉛焊料相比，無(wú)鉛焊接的回流焊曲線需要更高的熔點(diǎn)。 電路板上的溫差應(yīng)該減小，因?yàn)闊o(wú)鉛焊料的工藝時(shí)間比含鉛焊料少。 由于這個(gè)事實(shí)，Merit Sensor 不推薦 IR 回流系統(tǒng)用于無(wú)鉛焊接，而是建議使用強(qiáng)制對(duì)流回流系統(tǒng)以確保無(wú)鉛回流焊接成功。

Merit Sensor 提供的壓力傳感器可以使用基于標(biāo)準(zhǔn) IPC/JEDEC J-STD-020C（2004 年 XNUMX 月）的配置文件進(jìn)行焊接。 為了確定最佳溫度曲線，必須評(píng)估每個(gè)過(guò)程。 最佳溫度曲線由電路板和使用的焊膏決定。

根據(jù) IPC/JEDEC J-STD-020C 推薦的配置文件如表 2 和圖 2 所示。

表 2. 根據(jù) IPC/JEDEC J-STD-020 C 的無(wú)鉛分類(lèi)回流曲線

圖 2. 根據(jù) IPC/JEDEC J-STD-020 的無(wú)鉛分類(lèi)回流曲線。

氮?dú)獾氖褂?—如果由于溫度升高和無(wú)鉛焊料氧化導(dǎo)致空氣導(dǎo)致焊點(diǎn)不理想，則可能必須在氮?dú)庵泄ぷ鳎?然而，大多數(shù)無(wú)鉛焊膏可以在空氣中使用。 如果焊點(diǎn)沒(méi)有充分潤(rùn)濕，可以使用氮?dú)狻?/p>

手工焊接 —Merit Sensor 不推薦手工焊接。 與含鉛焊料合金相比，無(wú)鉛焊接需要額外的能量。 向焊點(diǎn)的熱傳遞至關(guān)重要，切勿使用烙鐵進(jìn)行嘗試。

使用烙鐵時(shí)，應(yīng)記住無(wú)鉛焊接需要快速傳熱才能獲得成功的焊點(diǎn)。 它可能需要將尖端溫度提高到 360-390 °C 和/或更長(zhǎng)的時(shí)間。 強(qiáng)烈建議使用至少 80 瓦功率的焊臺(tái)。 預(yù)熱可用于減少手工焊接過(guò)程中周?chē)a(chǎn)生的熱量，就像回流焊一樣。

使用含鉛焊料焊接壓力傳感器

如果使用含鉛焊料，溫度不應(yīng)超過(guò) 225 °C 并持續(xù) 30 秒。 Merit 壓力傳感器應(yīng)使用“免清洗”型焊膏進(jìn)行焊接，該焊膏含有 62%Sn36%Pb2%Ag，熔點(diǎn)為 179 °C。 含 2%Ag 的焊膏顯著減少了銀從 AgPt 焊盤(pán)遷移到焊膏中。 反之，不宜使用63%Sn37%Pb焊膏。 表 3 和圖 3 顯示了 SnPb 焊料的正確回流曲線。

表 3. 根據(jù) IPC/JEDEC J-STD-020C 的 SnPb 分類(lèi)回流曲線

根據(jù) IPC.EDEC J-STD-020C 的 SnPb 分類(lèi)回流曲線。

如果正確遵循回流工藝，則焊點(diǎn)應(yīng)該能夠覆蓋陶瓷 PCB 的整個(gè)焊盤(pán)。 在大多數(shù)情況下，由于陶瓷的高導(dǎo)熱性，手動(dòng)焊接會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱。 極低的溫度會(huì)導(dǎo)致部分焊接，這將進(jìn)一步導(dǎo)致與 PCB 的連接較弱。 中間的焊點(diǎn)是足夠焊料的一個(gè)例子。 但是，該焊料未能浸濕并覆蓋整個(gè)焊盤(pán)。 右側(cè)的焊點(diǎn)暴露在低溫和焊料不足的環(huán)境中，導(dǎo)致焊盤(pán)覆蓋率不理想，并且由于焊料起球，焊點(diǎn)也很脆弱。 建議將熱電偶連接到傳感器以優(yōu)化焊接曲線并確保不超過(guò)最高溫度。

校準(zhǔn)的應(yīng)力歸一化延遲

為獲得最佳結(jié)果，Merit Sensor 建議在校準(zhǔn)之前，允許任何表面貼裝壓力傳感器在室溫下靜置至少 48 小時(shí)。 回流焊引起的應(yīng)力通常會(huì)在此期間正?；⒂兄诟倪M(jìn)產(chǎn)品校準(zhǔn)。

審核編輯：郭婷