张先生的日志

PCBA的热设计概念浅析

已有 49 次阅读 2018-03-19 15:16

PCBA焊接采用的是热风再流焊，依靠风的对流和PCB、焊盘、引线的传导进行加热。由于焊盘、引脚的热容量大小以及受热条件不同，因而焊盘、引脚在再流焊接加热过程中同一时刻所加热到的温度也不同。如果这个温度差比较大，就可能引起焊接不良，如QFP引脚的开焊、绳吸;片式元件的立碑、移位;BGA焊点的收缩断裂等。同理，我们可以通过改变热容量解决一些问题。

PCBA加工

(1)热沉焊盘的热设计。

在热沉元件的焊接中，会遇到热沉焊盘的少锡的现象，这是一个可以通过热沉设计改善的典型应用情况。

对于上述情况，可以采用加大散热孔热容量的办法进行设计。将散热孔与内层接地层连接，如果接地层不足6层.可以从信号层隔离出局部作散热层，同时将孔径减少到最小可用的孔径尺寸。

(2)大功率接地插孔的热设计。

在一些特殊产品设计中，插装孔有时需要与多个地/电平面层连接。由于波峰焊接时引脚与锡波的接触时间也就是焊接时间非常短，往往为2~3s,如果插孔的热容量比较大，引线的温度可能达不到焊接的要求，形成冷焊点。

为了避免这种情况发生，经常用到一种叫做星月孔的设计,将焊接孔与地/电层隔开，大的电流通过功率孔实现。

(3)BGA焊点的热设计。

混装工艺条件下.会出现一种特有的因焊点单向凝固而产生的“收缩断裂”现象，形成这种缺陷的根本原因是混装工艺本身的特性，但是可以通过BGA角部布线的优化设计使之慢冷而加以改善。

根据案例提供的经验，一般发生收缩断裂的焊点位于BGA的角部，可以通过加大BGA角部焊点的热容量或降低热传导速度，使其与其他焊点同步或后冷却.从而避免因先冷却而引起其在BGA翘曲应力下被拉断的现象发生。

(4)片式元件焊盘的设计。

片式元件随着尺寸越来越小，移位、立碑、翻转等现象越来越多。这些现象的产生与许多因素有关，但焊盘的热设计是影响比较大的一个方面。