PCBA焊接加熱過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生較大的溫度差,一旦這個(gè)溫度差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)造成焊接不良,所以我們?cè)诓僮鞯臅r(shí)候必須控制好這個(gè)溫度差.PCBA的熱設(shè)計(jì)由很多部分構(gòu)造而成,每一個(gè)部分都有著不同的作用特點(diǎn),我們還需要了解一下.
如果這個(gè)溫度差比較大,就可能引起焊接不良,如QFP引腳的開(kāi)焊、繩吸;片式元件的立碑、移位;BGA焊點(diǎn)的收縮斷裂等.同理,我們可以通過(guò)改變熱容量解決一些問(wèn)題.
(1)熱沉焊盤的熱設(shè)計(jì).
在熱沉元件的焊接中,會(huì)遇到熱沉焊盤的少錫的現(xiàn)象,這是一個(gè)可以通過(guò)熱沉設(shè)計(jì)改善的典型應(yīng)用情況.
對(duì)于上述情況,可以采用加大散熱孔熱容量的辦法進(jìn)行設(shè)計(jì).將散熱孔與內(nèi)層接地層連接,如果接地層不足6層.可以從信號(hào)層隔離出局部作散熱層,同時(shí)將孔徑減少到最小可用的孔徑尺寸.
(2)大功率接地插孔的熱設(shè)計(jì).
在一些特殊產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,插裝孔有時(shí)需要與多個(gè)地/電平面層連接.由于波峰焊接時(shí)引腳與錫波的接觸時(shí)間也就是焊接時(shí)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(dá)不到焊接的要求,形成冷焊點(diǎn).
為了避免這種情況發(fā)生,經(jīng)常用到一種叫做星月孔的設(shè)計(jì),將焊接孔與地/電層隔開(kāi),大的電流通過(guò)功率孔實(shí)現(xiàn).
(3)BGA焊點(diǎn)的熱設(shè)計(jì).
混裝工藝條件下.會(huì)出現(xiàn)一種特有的因焊點(diǎn)單向凝固而產(chǎn)生的"收縮斷裂"現(xiàn)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(guò)BGA角部布線的優(yōu)化設(shè)計(jì)使之慢冷而加以改善.
根據(jù)案例提供的經(jīng)驗(yàn),一般發(fā)生收縮斷裂的焊點(diǎn)位于BGA的角部,可以通過(guò)加大BGA角部焊點(diǎn)的熱容量或降低熱傳導(dǎo)速度,使其與其他焊點(diǎn)同步或后冷卻.從而避免因先冷卻而引起其在BGA翹曲應(yīng)力下被拉斷的現(xiàn)象發(fā)生.
(4)片式元件焊盤的設(shè)計(jì).
片式元件隨著尺寸越來(lái)越小,移位、立碑、翻轉(zhuǎn)等現(xiàn)象越來(lái)越多.這些現(xiàn)象的產(chǎn)生與許多因素有關(guān),但焊盤的熱設(shè)計(jì)是影響比較大的一個(gè)方面.
如果焊盤的一端與比較寬的導(dǎo)線連接,另一端與比較窄的導(dǎo)線連接,那么兩邊的受熱條件就不同,一般而言與寬導(dǎo)線連接的焊盤會(huì)先熔化(這點(diǎn)與一般的預(yù)想相反,一般總認(rèn)為與寬導(dǎo)線連接的焊盤因熱容量大而后熔化,實(shí)際上寬的導(dǎo)線成了熱源,這與
PCBA的受熱方式有關(guān)),先熔化的一端產(chǎn)生的表面張力也可能將元件移位甚至翻轉(zhuǎn).
(5)波峰焊接對(duì)元件面的影響.
①BGAO
0.8mm及其以上引腳中心距的BGA大部分引腳都是通過(guò)導(dǎo)通孔與線路層進(jìn)行連接的.波峰焊接時(shí),熱量會(huì)通過(guò)導(dǎo)通孔傳遞到元件面上的BGA焊點(diǎn).根據(jù)熱容量的不同,有些沒(méi)有熔化、有些半熔化,在熱應(yīng)力作用下很容易斷裂失效.
�、谄诫娙�.
片式電容對(duì)應(yīng)力非常敏感,容易受到機(jī)械和熱應(yīng)力的作用而開(kāi)裂.隨著托盤選擇波峰焊接的廣泛使用,在托盤開(kāi)窗邊界處的片式元件很容易因熱應(yīng)力而斷裂.
