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技術(shù)專題
PCBA設(shè)計避免回流引起的故障
要生成任何復(fù)雜程度的有形項目，有四個基本要求：首先，是一個清晰的計劃或策略。其次，是執(zhí)行計劃所必需的知識或?qū)I(yè)知識。第三，擁有必要的工具或設(shè)備。最后，您需要時間來整合前三個。有了這些基本要素，幾乎任何事情都可以實現(xiàn)或產(chǎn)生。但是，結(jié)果的質(zhì)量通常取決于特定的設(shè)備以及其使用效率。
PCBA的開發(fā)是如何實現(xiàn)產(chǎn)品生成的這四個方面的一個很好的例子。該過程始于并取決于定義明確的設(shè)計，其中包括指定所有材料，組件及其布置，或堆疊和PCB布局。通過使用PCB組裝設(shè)備來放置和牢固地固定組件，最終確定了設(shè)計實施例。對于表面安裝元件，以及拾取和放置，回流是最重要的階段。
首先，讓我們定義回流焊接，然后研究如何最佳設(shè)計電路板，以避免潛在的回流引發(fā)的故障，這些故障可能威脅到PCBA的成功開發(fā)。
回流焊接是一種表面貼裝技術(shù)（SMT）的工藝，用于連接組件
到PCB的頂層，對于雙面板，底層也是如此。過程
涉及將電路板穿過烘箱運行，并經(jīng)過四個階段的配置文件：
預(yù)熱，浸泡，回流和冷卻。各階段的溫度和時間間隔為
根據(jù)以下參數(shù)進行預(yù)設(shè)：電路板尺寸，組件數(shù)量，
層數(shù)，焊料類型等
如上所述，在組裝期間，使用回流焊接將SMD固定到電路板上。電路板組件的回流階段是一種熱力學過程，在該過程中，電路板要經(jīng)歷四個間隔的溫度范圍，如以下[1]中的圖所示。
紅外回流曲線。
上面的回流曲線所示溫度是PCB合同制造商（CM）最常使用的焊膏的典型溫度，含鉛焊料的峰值約為210-220°C，無鉛焊料的峰值約為30°C。還應(yīng)注意，理想的是干燥或均熱階段的溫度相當恒定。在回流階段也是如此，因為在固定的預(yù)設(shè)時間內(nèi)溫度應(yīng)等于或高于所需的峰值溫度。如下所述，不遵守適當?shù)臏囟然驎r間間隔會導(dǎo)致故障。
焊接SMD時的潛在故障
盡管通孔焊接工藝可能會遇到挑戰(zhàn)，但與回流引起的故障可能性相比，這些挑戰(zhàn)顯得微不足道?？赡艿膯栴}范圍從不良的焊點質(zhì)量到組件和/或電路板損壞。這些和其他意外情況在下面列出。
回流引起的故障類型
氧化物生成-在回流期間存在氧氣時會發(fā)生。
焊球和/或焊珠-可能由于熱量不足而導(dǎo)致。
把握-由于助焊劑耗盡。
頭枕在枕頭中-可能因浸泡溫度過高或間隔時間過長而發(fā)生。
部件開裂-由過快的加熱速度引起。
電路板翹曲或斷裂-由于回流期間電路板減弱后施加的壓力。
如表所示，上述意外情況是由于不精確的回流焊接執(zhí)行而導(dǎo)致的；但是，有一些設(shè)計因素會導(dǎo)致電路板容易受到這些故障的影響。幸運的是，可以避免這些問題，如下所述。
防止回流引起的故障的設(shè)計準則
在許多情況下，回流引起的故障意味著正在制造不可用的板，這可能導(dǎo)致更長的周轉(zhuǎn)時間和增加的制造成本。但是，通過采用“按價值設(shè)計”方法，包括制定有助于CM組裝電路板的決策，如下所示，可以大大減輕這些可制造性意外情況。
如何避免回流引起的故障
?平衡船上的銅分配。
?確保連接到組件的PCB走線的尺寸相似。
?選擇高品質(zhì)的元件，而不漏洞回流溫度。
?確保木板之間有足夠的間距。
?必要時充分利用導(dǎo)熱膏和其他傳熱技術(shù)。
?請遵循有關(guān)腳印的良好設(shè)計準則。