淺述電子組裝加工中PCBA組裝可靠性設計
電子組裝加工中PCBA焊接采用的是熱風再流焊,依靠風的對流和PCB、焊盤、引線的傳導進行加熱。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。
在一些特殊產品設計中,插裝孔有時需要與多個地/電平面層連接。由于電子組裝加工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生,經常用到一種叫做星月孔的設計,將焊接孔與地/電層隔開,大的電流通過功率孔實現。
應力敏感元器件應盡可能布放在遠離電子組裝加工中PCB裝配時易發生彎曲的地方。如為了消除子板裝配時的彎曲變形,應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,距離螺釘的距離不要超過10mm。再比如,為了避免BGA焊點應力斷裂,應避免將BGA布局在PCB裝配時容易發生彎曲的地方。BGA的不良設計,在單手拿板時很容易造成其焊點開裂。
電子組裝加工的PCB彎曲時,BGA四角部位的焊點受力大,容易發生開裂或斷裂。因此,對BGA四角進行加固,對預防角部焊點的開裂是十分有效的,應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。
底面再流焊接與選擇性波峰焊接,頂面再流焊接工藝,適用于“頂面SMD//底面SMD和THC的布局”,這是目前常見到一種布局。需要注意的是,可以根據底面插裝元件的數量選擇不同的選擇性波峰焊接工藝,工藝不同,元器件的間距與位向要求也不同,可參照板面元件的布局要求。