本专栏将讨论回流炉温度测试。它使用实验室设备来构建设计的电路板第1部分显示在裸PCB形式中第3部分，增加更多的部件来组装一个四通道数字到交流电源控制模块。
Reflow-Oven温度测试
就像在结尾提到的第2部分在步骤21中，必须验证实际的板温度，以期望建造的板实际执行设计。如果温度过低，焊点可能甚至不会流动。温度过高，可能导致部件或单板过热损坏。后一种情况是最令人担忧的，因为被削弱的部分可能表现得很糟糕，也可能不会。模拟电路可能在没有明显原因的情况下不符合规格，数字电路也可能不符合规格，例如存储部件的保留时间很短。更糟糕的是，部件可能会在早期或已经失效，特别是光电部件，当电路退出烘箱时。
从MCMaster-Carr 9246T27接收的粘合剂测试盘（第2部分，步骤21）为TMC Hallcrest 05CMCMRNG8F02PK，Thermax圆形5级时钟不可逆温度指示器。研究发现这些器件在C + 1度下额定截至±1％的点温度。
我检查了第一个圆盘，发现烤箱的距离比预期的远，第二个点告诉我，我需要小心温度步骤。第三和第四个椎间盘从200°C到23°C用1°台阶;第三盘在偶数度，第四盘在奇数度。收集的数据被整理和分析当每个圆盘点激活（表格1）．
对该数据进行分析，RMS斜率为0.7738，截距为28.11°C。从230°C到260°C，每5°目标温度生成一个表，由于该设置仅为整数，结果为表2.．
绘制这些数据也是为了更好地观察使用最佳选择设定值可能会出现的误差:
从这一测试中得出的结论:
1.热电偶读取的温度烤箱冷却似乎在实际约5°C范围内。
2.在回流过程中，烘箱的温度是高度动态的，传感器没有热连接到回流PCB上。
3.从原始数据中，在设定值和标签测量的峰值温度之间观察到的典型误差为24到31度，此时板温度比传感器温度更热。
4.在回流循环上的烤箱控制器固定加热器后，在热电偶读数中观察到2至3度的过冲。
5.设定值对实际温度误差的大小意味着设置为230°C。通常，锡银铜无铅焊料在接近219°C时的最小回流温度峰值会导致实际温度高于260°C，这通常是表面贴装(SMT)组件的最高回流温度。请注意，许多SMT连接器和光电元件的额定温度为240°C。
这种测试重申了需要经典的导师问题：“在可交付硬件的实验室中使用它之前，您是否测试了这款新一块换档？”
通孔零件的电路板贴装、回流焊及手工焊接
对于这个项目，在尝试将数据转换成当地制造商商店可以用来切割聚酯或卡普顿薄膜的形式失败后，我决定使用一个小的3毫升注射器，带有22GA喷嘴，将粘贴在衬垫上。这是有点慢和笨拙，但对于一个这样复杂的单板，它是不错的。选择3毫升的注射器是为了减少通过非常小的点药器尖端喷射膏体所需的力量。一个10毫升的注射器将需要相当大的力量，因为柱塞的力量变化与注射器的内部管面积。
我把一个小珠大约对角横跨每个焊盘，以测量焊锡量。然后我用镊子放置所有表面安装部件。我通常使用的镊子是尖的，弯曲的(像digikey.com部分EROP7SA-ND，但旧的)。对于大的部件，我将使用圆尖扁平镊子(像digikey.com部分EROP2ASA-ND)。
在进行放置时，我在第2部分中构建的回流炉上运行了一个预热循环。图1显示在回流循环之前，smt放置在烤箱托盘中心附近的PCB。
回流循环完成后，我删除了PCB并检查了它。图2显示焊接到PCB的SMT部件。我使用的糊状物是Chipquik SMD4300SNL250T3，一种从Digi-Key购买的可水洗助焊剂无铅浆料（SMD4300SNL250T3-ND）。我用塑料刀装入注射器，并夯实以消除气泡。由于光学溶剂的回流轮廓等级，烤箱被设定为250°C的峰值温度，电路板上最具限制性的部分。对于对图的仔细检查来说显而易见的是，糊状物很好地润湿了所有垫和部件端子，并且我没有芯片部件的墓穴。
为了使东西无铅，我使用浮石SMDSWLF.020，无清洁，磁芯，从Digi-key购买的无铅焊点（SMDSWLF.020 2OZ-ND）焊接到板上的通孔部件．焊接完成后，我首先在变性酒精中洗涤板，并在两种磁通刷制刷浴后将电路板转移到蒸馏水中。这消除了几乎所有的磁通量，允许更好地检查，如果使用，则粘合涂层。在过去的使用高阻抗放大器电路时，我会在习惯后洗掉习惯，对开关电源的补偿网络以及RF电路调整变异性，所有这些都最终被追溯到了板清洁度问题。
清洗过程显示，在我的经验中，chipquick焊锡焊丝无清洗助焊剂在乙醇中的溶解性不如大多数其他焊丝助焊剂。焊剂只会软化，并且大部分是用机械方法从板子底部取出的。可见一些未去除的残留图3．图4显示从顶部的清洁和完成的板。
现在，已完成的板需要有线连接并安装在散热器上。为了确保最佳性能，所选择的散热器具有顶部平面，朝向其底部的翅片，以及用于风扇的端部安装，以提供强制空气冷却。板上有五个安装孔。对于我的安装，我实际上只使用了三个朝向图4的底部（底部角落和中心），这允许孔的一点点弯曲，并将其安装到我的散热器上。
为了进行测试，我在E1/E2、E3/E4、E5/E6、E7/E8端子对上安装了16AWG黑白双绞线对。我建立了一个连接到接口J1的测试电缆(对于更高的生产方案，J1的焊盘可能会直接焊接到它们上)。测试电缆连接器有一个红色/黑色20AWG zip cord用于电源和离散线，蓝色，黄色，白色和橙色线用于四个控制信号，绿色用于控制信号返回。看到图5对于有线进行测试的板照片。请注意，只使用了五个板安装孔中的三个，因为四到220个安装螺钉进行了相当坚固的工作，可保持板的右侧。
我已将本董事会包含材料清单（BOM）(表3)．价格折扣的数量是我购买的，以便能够制造两个组件与备件的首次构建和测试。不包括线缆、10位外壳和测试压接端子、使用的铝板、2个固定风扇到散热器的金属板螺钉、4个固定散热片的金属板螺钉。
从烤箱构建中留下了黑白16AWG线和20AWG红色/黑色拉链线。蓝色，白色，绿色，黄色和橙色电线来自我非常古老的杂项滋补的卷尺。0.062-×6.0-×2.0-in。从烤箱构建中留下了钣金，弯曲，使2.0英寸。在图5的右侧覆盖散热器的翅片，以便包含来自风扇的空气，并拧到散热器以四个点拧到散热器。焊点和粘贴，助焊剂笔和工具不包括在BOM中，但都是漂亮的标准消耗品和实验室工具。我购买了10位外壳（Digi-Key WM9150-ND）和压接端子（Digi-Key WM2512-ND），用于测试该电路。
我看了一下whizoo.com提供的固态继电器，它最初让我做了这个设计，我发现Digi-Key和Mouser的价格有点高。在eBay上，我发现有几个实体在出售继电器模块，它们似乎与“立即购买”的Whizoo套件相匹配从中国直接大约3.50美元,对于低于5美元的北美分销．
这些将操作3至32v直流输入和24至380 v交流输出。然而，它们将需要特殊的驱动电路用于低压逻辑电路。
在Whizoo众筹网站上描述的ControLeo设计的主要原因之一就是需要与继电器进行交互。四光隔离交流控制电路在允许不同的控制电路来操作烘箱方面仍然是有用的——电路很容易通过电阻调整来控制逻辑电平降到1.5 V dc以下。其中一个可能的候选产品是STMicroelectronics公司的SW4STM32，带有一个免费的开发工具包(AC6)。很明显，我很喜欢评估套件，因为它们以接近成本的价格分发，以便工程师使用特色设备快速开发。这种方案意味着评价委员会对这类项目来说往往是最新和最便宜的。最近另一个重要的替代方案是Arduino系列电路板开放设计电路，它通常基于Atmel微控制器生产线，面向“制造商”和预算紧张的家庭爱好者。
在我的下一列中，我希望能够解决我更新的实验室测试设备，以验证如上所述构建的AC电源控制组件。这也将包括对我们那些没有CPR培训的人的建议，在我们的实验室或附近存在CPR培训，但需要在线电压或更高的工作。
