1、背景說明

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。

2、設(shè)計要求

（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，同時將孔徑減少到最小可用的孔徑尺寸。

（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)PCBA加工的經(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線連接，另一端與比較窄的導線連接，那么兩邊的受熱條件就不同，一般而言與寬導線連接的焊盤會先熔化（這點與一般的預想相反，一般總認為與寬導線連接的焊盤因熱容量大而后熔化，實際上寬的導線成了熱源，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)。

因此，一般希望與焊盤連接的導線寬度盡可能不大于所連焊盤邊長度的二分之一。

（5）波峰焊接對元件面的影響。

①BGA

0.8mm及其以上引腳中心距的BGA大部分引腳都是通過導通孔與線路層進行連接的。波峰焊接時，熱量會通過導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，在熱應力作用下很容易斷裂失效。

②片式電容。

片式電容對應力非常敏感，容易受到機械和熱應力的作用而開裂。隨著設(shè)計要求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力而斷裂。

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