搭配KIC Auto Focus与SlimKIC 2000

搭配KIC Auto Focus与SlimKIC 2000
编者按：针对无铅焊接技术工艺窗口更小的新课题，KIC推出Auto Focus软件。本文上半部分介绍使用的设备、回流焊炉、PCB测试板与制程窗口指数等，并介绍了在Oven A上的试验过程。

Oven B

上面我们测试用的Oven A回流焊炉采用先进的技术生产还不到3年。仍然可以算是业界的杰出代表。而用来测试的另一台OvenB回流焊炉推出已有8年了。我们很想知道能否在很旧的OvenB回流焊炉上取得和新的Oven A回流焊炉上一样的良好效果。

同一批测试板以同样的的/顷序在Oven B回流焊炉上重复在Oven A回流焊炉上的试验。下表是前10块的测试数据：测试板测得的第一次炉温曲线其平均PWI值，Oven B中的要比OvenA中的低。这很可能在于开始测第一次炉温曲线之前Auto Focus不能给出预测的炉温设定值在Oven A上。如果把这些资料从资料库中移除。那测得的结果将和Oven A中的测量结果一样。

11-20号测试板的测量结果如下：

所有的统计平均数值，OvenB中测得的都比OvenA中的小。但是测试板在第一次通过OvenB回流焊炉时有块测试板超出规格(第14号，PWI值等于103％)。而第一次通过OvenA时全部合乎规格。总而言之，在两个回流焊炉上测得的结果相去不远。

结果表明Auto Focus工作得正像它所宣传的那样好。

问题的答案

现在我们可以明确回答文章开始提出的那些问题了：

·平均要测几次才能为一个新机种找到合格的炉温曲线?

我们一共进行了40次炉温曲线测试。平均每1．7次便可达到目的。若仅仅只看后面的测试情况，平均1．45次就够了。

·要测多少次炉温曲线后，Auto Focus才能收集到足够多的信息，从而为新机种给出合适的炉温曲线设定在开始测之前。

这主要取决于测试板的分类情况。比如说，既使测了100块“重板”的炉温曲线。Anto Focus也无法第一次就找到适合“轻板”的炉温曲线设定。在我们的测试中，因为所使用的测试板包括各种各样大小的PCB板。在测了最初的几块之后，Auto Focus就都能为新机种找到合格的炉温曲线设定。测完10次之后系统给出的炉温曲线设定值基本上都能符合规格了。

·未经实测就给出新产品的炉温曲线设定值。Auto Focus给出的炉温曲线设定真的可靠吗?

在两个回焊炉上我们都各自测了20次炉温曲线。从它们后10次炉温曲线的测试数据来看。总共20个炉温曲线中19个的PWI值小于92％，只有一个的PWI值稍微超出规格为103％。由此可以说在当前普通的回流焊炉上使用普通锡膏的情况下。SlimKIC 2000与Auto Focus的搭配使用，确实是个只需输入新机种的尺寸及重量就能准确地为它找到合适炉温曲线的好丁具。而且如果资料库中有以前测得的PCB板资料的话，系统在测炉温曲线之前预测的结果(如果合格)无须经过实际测一个炉温曲线来确认就可以导人生产了。

KIC为开发AutoFocus这个具有革命性的工具而花费了两年多的时间。但同时令人欣慰的是这个千具在这个领域也获得了广泛的认同，并得到了多项工业大奖。

在此我们真诚地希望你们在改善制程及提高产品质量时不妨考虑考虑这个工具。

附 件

SlimKIC 2000“炉温确立系统”与普通“炉温测温器”之比较，KIC的O／A部门测试了其它品种的炉温测温器，来观察它们与SlimKIC 2000的区别。结果发现它们之间的最大差别在于：其它的测温器仅仅只是测量炉温曲线的工具，但SlimKIC 2000却是真正的“炉温曲线确立系统”。

普通测温器确定炉温曲线的步骤如下：

(1)凭经验及技巧先猜一个可能使制程处于规格范围内的炉温曲线设定。
(2)将热电偶测温器固定在PCB板上，记录通过回流焊炉时的温度曲线数据。
(3)观察测出的炉温曲线图，尤其是关键的统计数据像波峰温度、回流时间等。通过分析这些信息来确定曲线是否在规格内。如果这个炉温曲线是合格的那就按照这个炉温曲线的设定开始生产。
(4)如果炉温曲线不符合规格，那就凭经验及技巧改动炉温曲线设定值使测出的炉温曲线有可能在规格内，并重覆步骤(2)。

SlimKIC 2000确立炉温曲线的步骤如下：

(1)测量产品的长度、宽度及重量并输入到SlimKIC 2000的软件中。Auto Focus将根据预期PWI值为产品选定一条炉温曲线的设定作为第一次量测的设定值。

(2)把热电偶测温器固定在PCB板上，记录产品通过回流焊炉时的温度曲线数据。

(3)系统将自动计算出PWI值，通过它的大小来确定炉温曲线是否在规格范围内。

(4)如果PWI值低于要求值，那么合格的炉温曲线就找到了。如果PWI值高于要求值，同时SlimKIC 2000的选择软件Navigator也不能通过优化来降低PWI值，则说明按照目前所定义的锡膏特性找不到合格的炉温曲线设定。如果Navigator给出的优化能降低PWI值则按照优化值的设定重新设置回流焊炉并待其稳定后再重覆步骤(2)。

SlimKIC 2000比较普通炉温测温器的主要优点如下：

(1)最终确定炉温曲线是否符合规格完全由系统来确定，不需要人作出判断。如PWI值小于100％表示制程在规格范围内，PWI值越低表示制程越处于制程规格的中心，制程也就越稳定。此外系统还会通过分析产品、回流焊炉的相关特性自动给出建议的炉温曲线设定值，实现工厂自动化。

(2)作业人员无须了解炉温设定值与传输速度之间的相互关系。甚至也无须了解“预热时间温时间”，或“回流时间”等术语。只要用SlimKIC 2000作业人员就能找到很好的炉温曲线设定几乎可以与最有经验的制程专家相媲美，甚至比他们所做的更好。

(3)使用SlimKIC 2000和Auto Focus，作业人员只需做两个决定：

i．选取何种锡膏特性(在锡膏特性下拉列表中选择)。

ii.正在PCB板上何处固定测温热电偶。

最终用SlimKIC 2000测完炉温曲线后将会找到一个合格的炉温曲线设定，或者SlimKIC 2000会告诉你按照这种锡膏特性不能找到这个机种合格的炉温曲线设定为。

注意：如果SlimKIC 2000直接与回流焊炉的软件相连接。那操作者就只需知道一点点关于回焊炉软件控制的知识，并且能防止调错程序。因为系统不可能让你把一个错误的炉温曲线设定值从SlimKIC 2000拷贝到回流焊炉的控制软件中。

测温细节

为了这份报告的测试工作能顺利进行，同时考虑广大顾客在生产中遇到的种种实际问题，我们列出了七点在测温过程中应注意的一些普遍性细节问题。如果不是严格遵守这些，我们这次报告的结果也不会如此令人信服。很重要的一点是在测温过程中要切实注意细节(1)—(4)，不管是用KIC的产品还是用其它任何测温产品都是如此。

(1)测温热电偶的粘贴是否牢固这点特别关键。松动的TCs不可能在炉温曲线的一次次测量中取得准确的结果，并且在这种情况下给出的优化值也往往是不准确的。该实验中我们用来连接测温热电偶的是一种特殊的铝箔。这种材料可以提供极为可靠且可重覆使用的热电偶连接。用铝箔粘贴热电偶至少可以测五次炉温曲线而不会松动。

(2)测温热电偶的粘贴位置也很关键，TCs必须覆盖PCB板上整个温度变化的范围。否则，所得出的PWI值将不能反映PCB板在回流焊炉中真实全面的结果。以致有时PWI值明明在规格内，但生产出的产品却还需要重新返工或修理。同时这样测出的炉温曲线将影响数据库，降低Auto Focus的准确性。如果对某个测试点测出的结果有怀疑不妨换一个测试点再测。

(3)测温时回流焊炉的温度是否稳定也很关键。测炉温曲线时回流焊炉的实际温度与设定温度之间的偏差不得超过2度。如果在炉温还未稳定之前就测炉温曲线，则测出的炉温曲线不能正确反映炉温的设定，而且Navigator给出的优化值也将不准。现代回流焊炉的控温精度在1度以内。如果回流焊炉不能达到这个要求，看起来回流焊炉就可能有问题了。

(4)在测下一条炉温曲线前确保测试板是凉的。我们让所有连到PCB板上的TCs在开始测炉温曲线之前和AirTC的温度偏差在3度以内。如果用热的PCB板测试会大大减小炉温曲线优化值的准确性。

(5)在SlimKIC 2000中输入的回流焊炉名字必须前后一致。因为用Auto Focus在一台回流焊炉上测炉温曲线时，它只会使用系统中以前保留在该台回焊炉名中的资料。如果SlimKIC 2000软件与回流焊炉控制软件直接相连，则在第一次安装SlimKIC 2000软件时简单地确立一个名字就行了。确立之后不得改动。在这种情况下回流焊炉的名字也会出现在Global Preferences中。但如果SlimKIC 2000软件没有直接跟回流焊炉的控制软件相连，那就必须分别为每台回流焊炉确立一个名字，并且不要随便改动。这时候可以在一个下拉菜单里选择回流焊炉名以避免混淆。

(6)新产品长度、宽度及重量均需准确，否则将降低Auto Focus的准确性。

(7)Auto Focus和Navigator的回流焊炉运行速度限制。两者均允许您设定最大和最小传输速度。我们发现当OvenB回流焊炉速度范围最大为45英寸／每分钟时，系统给出的最小PWI值会低一些。但在OvenA中没有类似情况。

充分利用已有的炉温曲线

如果你已有SlimKIC 2000以前的软件。你可以在新软件中打开Profile Explorer。再按下“Product Dimension”，为以前所测的炉温曲线加上测试板的长度、宽度及重量信息。

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