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PCBA设计:防止回流引起的故障准则

时间:20-12-31 点击:

PCB抄板是反向技术研发一个重要的应用领域。利用PCB抄板对产品进行拆解,从产品的pcb文件、BOM清单、原理图等设计要素入手进行研究,从而达到对引进技术进行消化、吸收和再创新的目的。迄今为止,PCB抄板已经形成一个较为成熟的行业,市场布局也从先前的克隆与复制逐渐向技术改造更新和高端化方向发展。
 

要生成任何复杂程度的有形项目,有四个基本要求:首先,是一个清晰的计划或策略。其次,是执行计划所必需的知识或专业知识。第三,拥有必要的工具或设备。最后,您需要时间来整合前三个。有了这些基本要素,几乎任何事情都可以实现或产生。但是,结果的质量通常取决于特定的设备以及其使用效率。

PCBA的开发是如何实现产品生成的这四个方面的一个很好的例子。该过程始于并取决于定义明确的设计,其中包括指定所有材料,组件及其布置,或堆叠和PCB布局。通过使用PCB组装设备来放置和牢固地固定组件,最终确定了设计实施例。对于表面安装元件,以及拾取和放置,回流是最重要的阶段。
 

首先,让我们定义回流焊接,然后研究如何最佳设计电路板,以避免潜在的回流引发的故障,这些故障可能威胁到PCBA的成功开发。

回流焊接是一种表面贴装技术(SMT)的工艺,用于连接组件

到PCB的顶层,对于双面板,底层也是如此。过程

涉及将电路板穿过烘箱运行,并经过四个阶段的配置文件:

预热,浸泡,回流和冷却。各阶段的温度和时间间隔为

根据以下参数进行预设:电路板尺寸,组件数量,

层数,焊料类型等

如上所述,在组装期间,使用回流焊接将SMD固定到电路板上。电路板组件的回流阶段是一种热力学过程,在该过程中,电路板要经历四个间隔的温度范围,如以下[1]中的图所示。

红外回流曲线。

上面的回流曲线所示温度是PCB合同制造商(CM)最常使用的焊膏的典型温度,含铅焊料的峰值约为210-220°C,无铅焊料的峰值约为30°C。还应注意,理想的是干燥或均热阶段的温度相当恒定。在回流阶段也是如此,因为在固定的预设时间内温度应等于或高于所需的峰值温度。如下所述,不遵守适当的温度或时间间隔会导致故障。
 

焊接SMD时的潜在故障

尽管通孔焊接工艺可能会遇到挑战,但与回流引起的故障可能性相比,这些挑战显得微不足道。可能的问题范围从不良的焊点质量到组件和/或电路板损坏。这些和其他意外情况在下面列出。
 

回流引起的故障类型

氧化物生成-在回流期间存在氧气时会发生。

焊球和/或焊珠-可能由于热量不足而导致。

把握-由于助焊剂耗尽。

头枕在枕头中-可能因浸泡温度过高或间隔时间过长而发生。

部件开裂-由过快的加热速度引起。

电路板翘曲或断裂-由于回流期间电路板减弱后施加的压力。

如表所示,上述意外情况是由于不精确的回流焊接执行而导致的;但是,有一些设计因素会导致电路板容易受到这些故障的影响。幸运的是,可以避免这些问题,如下所述。
 

防止回流引起的故障的设计准则

在许多情况下,回流引起的故障意味着正在制造不可用的板,这可能导致更长的周转时间和增加的制造成本。但是,通过采用“按价值设计”方法,包括制定有助于CM组装电路板的决策,如下所示,可以大大减轻这些可制造性意外情况。
 

如何避免回流引起的故障

  • 平衡船上的铜分配。
  • 确保连接到组件的PCB走线的尺寸相似。
  • 选择高品质的元件,而不漏洞回流温度。
  • 确保木板之间有足够的间距。
  • 必要时充分利用导热膏和其他传热技术。
  • 请遵循有关脚印的良好设计准则。
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