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技術(shù)專題
PCBA設(shè)計(jì)避免回流引起的故障
要生成任何復(fù)雜程度的有形項(xiàng)目，有四個(gè)基本要求：首先，是一個(gè)清晰的計(jì)劃或策略。其次，是執(zhí)行計(jì)劃所必需的知識(shí)或?qū)I(yè)知識(shí)。第三，擁有必要的工具或設(shè)備。最后，您需要時(shí)間來(lái)整合前三個(gè)。有了這些基本要素，幾乎任何事情都可以實(shí)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(kāi)發(fā)是如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生成的這四個(gè)方面的一個(gè)很好的例子。該過(guò)程始于并取決于定義明確的設(shè)計(jì)，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(guò)使用PCB組裝設(shè)備來(lái)放置和牢固地固定組件，最終確定了設(shè)計(jì)實(shí)施例。對(duì)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(jì)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(kāi)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(duì)于雙面板，底層也是如此。過(guò)程
涉及將電路板穿過(guò)烘箱運(yùn)行，并經(jīng)過(guò)四個(gè)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(shí)間間隔為
根據(jù)以下參數(shù)進(jìn)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(xué)過(guò)程，在該過(guò)程中，電路板要經(jīng)歷四個(gè)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(wú)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(dāng)恒定。在回流階段也是如此，因?yàn)樵诠潭ǖ念A(yù)設(shè)時(shí)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(dāng)?shù)臏囟然驎r(shí)間間隔會(huì)導(dǎo)致故障。
焊接SMD時(shí)的潛在故障
盡管通孔焊接工藝可能會(huì)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。可能的問(wèn)題范圍從不良的焊點(diǎn)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(shí)會(huì)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(guò)高或間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)生。
部件開(kāi)裂-由過(guò)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(jì)因素會(huì)導(dǎo)致電路板容易受到這些故障的影響。幸運(yùn)的是，可以避免這些問(wèn)題，如下所述。
防止回流引起的故障的設(shè)計(jì)準(zhǔn)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(zhǎng)的周轉(zhuǎn)時(shí)間和增加的制造成本。但是，通過(guò)采用“按價(jià)值設(shè)計(jì)”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(shí)充分利用導(dǎo)熱膏和其他傳熱技術(shù)。
?請(qǐng)遵循有關(guān)腳印的良好設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。