PCBA的熱設(shè)計是怎樣的？

    PCBA焊接采用的是熱風(fēng)再流焊，依靠風(fēng)的對流和PCB、焊盤、引線的傳導(dǎo)進行加熱。由于焊盤、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;BGA焊點的收縮斷裂等。同理，我們可以通過改變熱容量解決一些問題。

    (1)熱沉焊盤的熱設(shè)計。

   在熱沉元件的焊接中，會遇到熱沉焊盤的少錫的現(xiàn)象，這是一個可以通過熱沉設(shè)計改善的典型應(yīng)用情況。

   對于上述情況，可以采用加大散熱孔熱容量的辦法進行設(shè)計。將散熱孔與內(nèi)層接地層連接，如果接地層不足6層.可以從信號層隔離出局部作散熱層，同時將孔徑減少到小可用的孔徑尺寸。

   (2)大功率接地插孔的熱設(shè)計。

   在一些特殊產(chǎn)品設(shè)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(fā)生，經(jīng)常用到一種叫做星月孔的設(shè)計,將焊接孔與地/電層隔開，大的電流通過功率孔實現(xiàn)。

    (3)BGA焊點的熱設(shè)計。

   混裝工藝條件下.會出現(xiàn)一種特有的因焊點單向凝固而產(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BGA角部布線的優(yōu)化設(shè)計使之慢冷而加以改善。

   根據(jù)案例提供的經(jīng)驗，一般發(fā)生收縮斷裂的焊點位于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(dǎo)速度，使其與其他焊點同步或后冷卻.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。

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

   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)線連接的焊盤會先熔化(這點與一般的預(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導(dǎo)通孔與線路層進行連接的。波峰焊接時，熱量會通過導(dǎo)通孔傳遞到元件面上的BGA焊點。根據(jù)熱容量的不同，有些沒有熔化、有些半熔化，在熱應(yīng)力作用下很容易斷裂失效。

   ②片式電容。

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

   以上就是靖邦關(guān)于PCBA的熱設(shè)計是怎樣的？這一問題的淺析解釋，更PCBA加工相關(guān)訊息歡迎通過靖邦首頁聯(lián)系方式聯(lián)系咨詢我門。

PCBA組裝可靠性設(shè)計

組裝可靠性，也稱工藝可靠性，通常是指PCBA裝焊時不被正常操作破壞的能力。如果設(shè)計不當(dāng)，很容易使焊接好的焊點或元器件遭到損壞或損傷。

BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件，容易因機械或熱應(yīng)力破壞，因此，設(shè)計時應(yīng)該布局在PCB不容易變形的地方，或進行加固設(shè)計，或采用適當(dāng)?shù)拇胧┮?guī)避。

(1）應(yīng)力敏感元器件應(yīng)盡可能布放在遠(yuǎn)離PCB裝配時易發(fā)生彎曲的地方。如為了消除子板裝配時的彎曲變形，應(yīng)盡可能將子板上與母板進行連接的連接器布放在子板邊緣，距離螺釘?shù)木嚯x不要超過10mm。

再比如，為了避免BGA焊點應(yīng)力斷裂，應(yīng)避免將BGA布局在PCB裝配時容易發(fā)生彎曲的地方。BGA的不良設(shè)計，在單手拿板時很容易造成其焊點開裂。

(2)對大尺寸BGA的四角進行加固。

PCB彎曲時，BGA四角部位的焊點受力大，容易發(fā)生開裂或斷裂。因此，對BGA四角進行加固，對預(yù)防角部焊點的開裂是十分有效的，應(yīng)采用專門的膠進行加固，也可以采用貼片膠進行加固。這就要求元件布局時留出空間，在工藝文件上注明加固要求與方法。

以上兩點建議，主要是從設(shè)計方面考慮的，另一方面，應(yīng)改進裝配工藝，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，如避免單手拿板、安裝螺釘使用支撐工裝。因此，組裝可靠性的設(shè)計不應(yīng)僅局限于元件的布局改進，更主要的應(yīng)從減少裝配的應(yīng)力開始—采用合適的方法與工具，加人員的培訓(xùn)，規(guī)范操作動作，只有這樣才能解決組裝階段發(fā)生焊點失效的問題。

更PCBA加工相關(guān)咨詢歡迎通過首頁聯(lián)系方式聯(lián)系咨詢靖邦科技。

PCBA可制造性設(shè)計概述

PCBA的可制造性設(shè)計，不僅要解決可制造的問題，還要解決低成本、 高質(zhì)量的制造問題。而“可制造”與“低成本、高質(zhì)量”目標(biāo)的達成，不僅 取決于設(shè)計，也取決于制...PCBA的可制造性設(shè)計，不僅要解決可制造的問題，還要解決低成本、 高質(zhì)量的制造問題。而“可制造”與“低成本、高質(zhì)量”目標(biāo)的達成，不僅 取決于設(shè)計，也取決于制造，但更取決于設(shè)計與制造的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，也就是 “一體化”的設(shè)計。認(rèn)識這一點非常重要，是做好PCBA可制造性設(shè)計的基礎(chǔ)。 只有認(rèn)識到這一點，我們才能夠系統(tǒng)地、地掌握PCBA可制造性設(shè)計。

在大多數(shù)的SMT討論中，談到可制造性設(shè)計，基本上就是光學(xué)定位符 號設(shè)計、傳送邊設(shè)計、組裝方式設(shè)計、間距設(shè)計、焊盤設(shè)計等等，這些都是 一些設(shè)計“要素”，但核心是如何將這些要素“協(xié)調(diào)與統(tǒng)一”起來。如果不 清楚這點，即使所有的設(shè)計都符合要求，也不會收到預(yù)期的效果。

根據(jù)以上的認(rèn)識，靖邦小編畫了一個圖，企圖闡明PCBA設(shè)計的核心與原則， 見下圖。

在圖中，空心箭頭表示設(shè)計的步驟，實線箭頭表示兩設(shè)計因素的主從關(guān) 系或決定關(guān)系，而虛線箭頭則表示可制造性設(shè)計對質(zhì)量的影響。

在PCBA的可制造性設(shè)計中，一般先根據(jù)硬件設(shè)計材料明細(xì)表（BOM ) 的元器件數(shù)量與封裝確定PCBA的組裝方式，即元器件在PCBA正反面的元 器件布局，它決定了組裝時的工藝路徑，因此也稱工藝路徑設(shè)計；然后，根 據(jù)每個裝配面采用的焊接工藝方法進行元器件布局；最后根據(jù)封裝與工藝方 法確定元器件之間的間距和鋼網(wǎng)厚度與開窗圖形設(shè)計。

從上圖可以看到以下幾點。

1. 封裝是可制造性設(shè)計的依據(jù)和出發(fā)點

從上圖可以看到，封裝是可制造性設(shè)計的依據(jù)與出發(fā)點。不論工藝路 徑、元器件布局，還是焊盤、元器件間距、鋼網(wǎng)開窗，都是圍繞著封裝來進 行的，它是聯(lián)系設(shè)計要素的橋梁。

2. 焊接方法決定元器件的布局

每種焊接方法對元器件的布局都有自己的要求，比如，波峰焊接片式元件，要求其長方向與PCB波峰焊接時的傳送方向相垂直，間距大于相鄰元 件比較高的那個元件的髙度。

3. 封裝決定焊盤與鋼網(wǎng)開窗的匹配性

封裝的工藝特性，決定需要的焊膏量以及分布。封裝、焊盤與鋼網(wǎng)三者是相互關(guān)聯(lián)和影響的，焊盤與引腳結(jié)構(gòu)決定了焊點的形貌，也決定了吸 附熔融焊料的能力。鋼網(wǎng)開窗與厚度設(shè)計決定了焊膏的印刷量，在進行焊 盤設(shè)計時必須聯(lián)想到鋼網(wǎng)的開窗與封裝的需求。下圖所示的兩個圖分別是 0.4mmQFP不同焊盤與鋼網(wǎng)匹配設(shè)計的焊膏熔融結(jié)果，由此可以看到下圖(a)比（b)設(shè)計要好，焊膏熔化后均勻地鋪展到焊盤上，顯示焊膏量與焊 盤尺寸比較匹配，而圖（b)顯示焊膏偏多，焊接時容易產(chǎn)生橋連。

4.可制造性設(shè)計與SMT工藝決定制造的良率

可制造性設(shè)計為高質(zhì)量的制造提供前提條件和固有工藝能力（Cpk)，這 也是質(zhì)量管理課程中提到“設(shè)計決定質(zhì)量”的理由之一。

這些觀點或邏輯關(guān)系是可制造性設(shè)計內(nèi)在聯(lián)系的體現(xiàn)，在可制造性設(shè)計時必須記住這些觀點，以便以“一體化”的思想進行可制造性的設(shè)計。

以上文章由靖邦科技提供，禁止一切形式轉(zhuǎn)載，謝謝合作！如果您希望獲取更多SMT貼片加工，PCB行業(yè)知識歡迎聯(lián)系我們。