PCBA熱風再流焊在生產設計中可解決哪些技術問題?

PCBA焊接採用的是熱風再流焊，依靠風的對流和PCB、焊盤、引線的傳導進行加熱。由於焊盤、引腳的熱容量大小以及受熱條件不同，因而焊盤、引腳在再流焊接加熱過程中同一時刻所加熱到的溫度也不同。如果這個溫度差比較大，就可能引起焊接不良，如QFP引腳的開焊、繩吸；片式元件的立碑、移位和BGA焊點的收縮斷裂等。同樣道理，我們可以通過改變熱容量解決一些問題。

在熱沉元件的焊接中，會遇到熱沉焊盤的少錫的現象，這是一個可以通過熱沉設計改善的典型應用情況。 對於這情況，可以採用加大散熱孔熱容量的辦法進行設計。 將散熱孔與內層接地層連接，如果接地層不足 6層。 可以從信號層隔離出局部作散熱層，同時將孔徑減少到最小可用的孔徑尺寸。

在一些特殊產品設計中，插裝孔有時需要與多個地/電平面層連接。由于波峰焊接時引腳與錫波的接觸時間也就是焊接時間非常短，往往為2~3s，如果插孔的熱容量比較大，引線的溫度可能達不到焊接的要求，形成冷焊點。為了避免這種情況發生，經常用到一種叫做星月孔的設計，將焊接孔與地/電層隔開，大的電流通過功率孔實現。

混裝工藝條件下。會出現一種特有的因焊點單向凝固而產生的「收縮斷裂」現象，形成這種缺陷的根本原因是混裝工藝本身的特性，但是可以通過BGA角部布線的優化設計使之慢冷而加以改善。

根據案例提供的經驗，一般發生收縮斷裂的焊點位於BGA的角部，可以通過加大BGA角部焊點的熱容量或降低熱傳導速度，使其與其他焊點同步或後冷卻，從而避免因先冷卻而引起其在BGA翹曲應力下被拉斷的現象發生。

圖3：BGA角部的收縮斷裂

片式元件隨著尺寸越來越小，移位、立碑、翻轉等現象越來越多。這些現象的產生與許多因素有關，但焊盤的熱設計是影響比較大的一個方面。

如果焊盤的一端與比較寬的導線連接，另一端與比較窄的導線連接，那麼兩邊的受熱條件就不同，一般而言與寬導線連接的焊盤會先熔化（這點與一般的預想相反，一般總認為與寬導線連接的焊盤因熱容量大而後熔化，實際上寬的導線成了熱源，這與PCBA的受熱方式有關），先熔化的一端產生的表面張力也可能將元件移位甚至翻轉。

0.8mm及其以上引腳中心距的BGA大部分引腳都是通過導通孔與線路層進行連接的。波峰焊接時，熱量會通過導通孔傳遞到元件面上的BGA焊點。根據熱容量的不同，有些沒有熔化、有些半熔化，在熱應力作用下很容易斷裂失效。

片式電容對應力非常敏感，容易受到機械和熱應力的作用而開裂。隨著託盤選擇波峰焊接的廣泛使用，在託盤開窗邊界處的片式元件很容易因熱應力而斷裂。

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本文轉載自：EDA365電子論壇

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