你是否遇到以下问题?
同一块PCBA上,有些区域元件焊接良好,另一些区域却冷焊、虚焊或锡珠飞溅?
尝试调整炉温曲线但顾此失彼,无法同时解决板上不同位置元件的焊接问题?
解决方案:剖析板级热容量差异,实现精准的“热量配送”
焊接一致性差的本质,是PCB在回流炉中经历了不均匀的热历程。由于板上元件种类、尺寸、布局、铜层分布及层数的差异,不同区域吸收和散发热量的能力(热容量)截然不同。通用的炉温曲线只能设定环境温度,无法直接控制每个元件的实际升温过程,导致“有的吃不饱,有的已烤焦”。
1. 热分布不均的“热点”与“冷点”成因
2. 实现均衡热分布的系统性方法
延长恒温区时间:让板面在达到焊锡熔点前有更充分的时间进行热量平衡,缩小“冷点”与“热点”的温差。
优化峰值温度与时间:在保证冷点达到足够温度的前提下,尽量降低峰值温度并控制时间,以保护热点区域的元件和PCB。
利用炉子分区调控:对于可分区设定温度的高端回流炉,可以针对板子不同区域在炉内的位置,微调相应温区的设定,进行补偿。
使用焊接载具(托盘):对于薄板或易变形板,载具能改善热风流通;对于有背面元件的板,载具可遮挡已焊好的一面。
DFM(可制造性设计)反馈:向设计端反馈热分布分析结果,建议优化大热容元件的布局、增加热平衡铜箔或散热过孔。
3. 复杂系统板卡的挑战:工控与医疗案例
高端工控服务器主板、医疗影像处理板往往是超大尺寸、超高层数、高密度混装,其热分布极其复杂。一条炉温曲线需要兼顾CPU插座的BGA、内存条的金手指、以及数以千计的微型被动元件。这要求工艺工程师不仅懂工艺,还要懂热力学和产品设计。
4. 工艺工程与数据分析的深度结合
解决热分布问题,是工艺工程从“经验”走向“科学”的标志。在深圳捷创电子,针对每一款复杂的新产品,其工艺团队会进行详尽的热分布测试与分析,并建立该产品的专属炉温曲线档案。他们利用热仿真软件辅助分析,并借助其多温区可独立控制的回流焊炉进行精细调整。通过将实测数据、设备调控与DFM建议形成一个闭环,捷创电子能够为客户解决因设计带来的固有热挑战,确保板上每一个元件,无论大小、无论位置,都能获得近乎一致的、高质量的焊接效果,从而保障复杂系统板卡的终极可靠性。