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        將熱電偶固定在電路板上，可以在焊接過程中監測重要的溫度參數。固定方法有許多種。其目的是獲得關于電路板組件關鍵位置的精確可靠的溫度數據。熱電偶的固定方法對數據質量的影響極大。

        利用熱電偶測量溫度是一項精密、費時而艱苦的工作。熱電偶的固定場所有時可能會限制安裝方法的采用，從而使問題復雜化。例如，對于FR4板材、陶瓷或塑料元件等不可焊的表面，便不能采用高溫焊接方法。在高密度電路板的元件密集區不能使用膠帶固定，要穿過殼體上的小孔接觸元件十分困難。然而，與其它方法，如熱點或裂紋(crayon)、IR傳感器、或估測等方法相比，熱電偶仍具有較大的優勢。

熱電偶固定方法

為了從熱電偶中獲得可靠的數據，必須了解下面兩個通用規則：

• 熱電偶結必須與被監測表面進行直接、可靠的熱接觸，否則，在熱電偶結與被測表面之間就會產生一不可知的熱阻。這樣，溫度讀數將更接近于熱電偶周圍材料的溫度，而不是被測表面的溫度。一個極端的例子是，當Kapton膠帶在爐膛溫度下松馳時，熱電偶將脫離被測表面，開始測量周圍空氣的溫度。
• 用于將熱電偶結固定到被測表面的材料應最少。這種材料會增加直接傳給熱電偶結的熱容量，以及與這種材料接觸的被測表面的熱絕緣性(insulation)，這兩種情況均會導致在爐溫上升或下降時，熱電偶的溫度滯后于板表面的真實溫度。當溫度的變化率為2℃/s時，將滯后5℃至10℃，這意味著典型回流溫度曲線上的溫度峰值將大打折扣。

高溫焊料

一般來說，需要至少含鉛93％、熔點超過290℃的焊料，這樣，焊料在回流焊時就不會熔化。這種焊料具有良好的導熱性，有助于將誤差減到最小，即使在熱電偶結略微脫離電路板表面的情況下也是如此。它能提供很好的機械固定性能，適用于測試電路板(圖1)。

另一方面，焊接需要相當的技巧與時間，來形成小的熱電偶固定區，而不會使電路板、焊盤或元件過熱或損壞。高溫焊料即使采用活性助焊劑，潤濕性與流動性也不好，使條件惡化。而且，要想徹底清除焊料，很難不破壞元件、焊點或焊盤。

再者，這種方法不能用于尚未經過回流的電路板，因為在熱電偶固定時，它很可能會使元件發生移動。這種方法也不能用于將熱電偶固定到不可焊的表面，如陶瓷與塑料元件，和FR4板。要在未經回流的細間距器件上使用焊料也很困難。

采用膠粘劑

膠粘劑的使用比高溫焊料要容易一些。常用的膠粘劑通?？梢苑譃閮深?，它們均可將熱電偶固定到塑料、陶瓷元件以及FR4板等不可焊的表面。

一類是UV活化膠，它可在幾秒鐘內將熱電偶固定，但只能工作于120℃左右的溫度環境中。在回流焊溫度峰值為210℃左右時，其固定性能不佳，因而常用于波峰焊。

由于其導熱性較差，因此當膠粘劑活化后，應使熱電偶結緊貼在被測表面(圖2)。用小刀很容易剔除粘膠，但卻會在FR4和深色元件表面留下一些易見的膜狀痕跡。這里不能使用高效溶劑(如丙酮)清洗，因為這些溶劑同樣會溶解塑料，造成電路板的損壞。

專用的高溫雙組份環氧膠的耐溫可達260℃，但在高溫下的固化卻需要數小時。這很不方便，特別是在需要快速診斷故障的情況下。環氧膠同樣需要仔細地定位，以保證在整個固化過程中，熱電偶都與被測表面保持接觸。與UV活化膠類似，環氧膠也不能在不破壞電路板或元件的情況下被徹底清除?？焖俟袒z，如“5分鐘”環氧膠，耐溫為130℃。但這一溫度太低，難以防止回流焊時的脫落。

膠粘帶

高溫膠粘帶，如Kapton膠帶，可在任何表面方便地使用。但是，必須預先裝入熱電偶結，使其與被測表面穩定接觸。

注意，它的周圍沒有可導材料，即使結點只離開被測表面千分之一英寸，其測量溫度也將主要是周圍環境的溫度，它在一定程度上受到熱輻射的影響。你還可能發現，利用膠帶在高密度區固定熱電偶很困難，甚至不可能。一種行之有效的方法是，將熱電偶導線彎成一個小鉤子的形狀(圖3)(圖4)。

機械固定

下面兩種常用的熱電偶機械固定方法是極不相同的：紙夾(paper clip)固定法和鏍釘固定法。

采用紙夾固定無疑是快捷而方便的，鏍釘固定則堅固而可靠。兩種方法均可反復承受爐子的溫度，但只能用于對板子邊緣進行監測。

線夾不能牢固而可靠地固定熱電偶。如果在操作過程中不小心拉動線，就會導致熱電偶移動。強力彈簧夾可將導線夾緊些，但其熱容量和IR屏蔽(shadowing)效應會妨礙位于夾子內的板區的正常加熱。

鏍釘固定法顯然會破壞電路板。而且，熱容量和來自板背面或內部銅層的熱傳導會使溫度顯示失真。

機械式熱電偶支撐器件具有以下優點：

• 可以很容易地夾在電路板的邊緣，熱電偶結點可以固定在電路板的任何位置，包括元件間的窄小空間。
• 彈簧張力使熱電偶結點牢固地接觸任何類型的表面。
• 低熱容的熱電偶結點可以快速響應溫度的變化。
• 由于不需要焊接，因此不會破壞電路板，而且拆除僅需幾秒鐘。
• 結點直徑小，容易通過元件外殼上的小孔來測量管芯(die)的溫度。同樣，可在bga中心下面的電路板上鉆一個小孔，以精確建立器件的回流溫度曲線。

獲得精確讀數

熱電偶安裝不當會影響溫度曲線的精確性，并且可能會破壞電路板。有許多種交叉檢驗安裝技術的方法，是將這些安裝技術與一種可靠的“基準”進行比較。這些“基準”可以是一些“熱點”(hot dot)——它們會在規定的溫度下改變顏色，也可以是網格表面熱電偶、精細焊接的熱電偶、或者機械式熱電偶支撐器件。

“熱點”有一些缺陷。在93℃到127℃的范圍內，通常按5℃至10℃的增量變化。它們覆蓋面積很大，使區域內的熱量吸收改變，特別是有一個產生較大輻射熱的元件時。網格表面熱電偶一般至少包括3.2cm▲2▲的區域，因此也會影響表面的熱量吸收。

除機械熱電偶固定方法之外，還有一種較好的選擇，即用最少量的高溫焊料，仔細地安裝細線熱電偶。二者均具有靈敏的熱響應，且不會影響被測表面的熱量吸收。

注意，在比較兩種或多種熱電偶安裝方法時，一個基本條件是被附著材料的熱特性應相同。理想的情況是將它們固定在同一塊焊盤上。如果這一點不能滿足，就應注意測試場所間的差異，如埋入的地平面(ground plane)和相鄰的大型元器件等。所有這些都會導致這些場所的熱響應不同。例如，當環境溫度上升或下降時，一處可能領先或滯后于另一處。要驗證這一點，可將熱電偶交換并重新測試。如果所測溫度曲線相同，說明測試場所的熱響應相同，熱電偶比較是有效的。

附欄