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技術專題
PCB設計需了解回流焊
結合使用輻射熱和熱對流，回流焊爐將精心調節的恒定熱量流傳遞到PCB。此過程通過熔化焊料以在組件和電路板之間形成良好的固態焊點來完成電路板的組裝。作為PCB設計師需要了解的內容，以確保該過程順利進行。
回流焊簡介
可以通過幾種不同的方式將電子組件焊接到印刷電路板上。首先，有傳統的手工焊接方法，其中技術人員使用烙鐵并分別處理每個連接。PCB組裝商將使用波峰焊系統大規模生產電路板，或使用自動選擇性焊接工藝來滿足特定應用。然而，用于批量生產的最普遍使用的焊接組件的方法是回流焊工藝，該工藝主要用于將表面安裝組件焊接到電路板上。
回流焊過程首先從將錫膏涂到板上的所有表面安裝焊盤開始。接下來，將組件安裝在這些焊盤上，然后錫膏將它們固定在適當的位置，直到將它們牢固地焊接到位。稍后，我們將更多地討論焊膏及其作用。現在將組件安裝在正確的位置，然后使電路板穿過回流焊爐。
工業回流焊爐在焊接過程中使用多個加熱區。這些區域根據預先設置在其中的用戶控制的溫度曲線分別調節為精確的溫度。當木板在傳送帶上通過烤箱時，在這些不同區域中花費的時間也由熱曲線控制。焊料回流過程通常遵循以下模式：
1、預熱：使電路板達到其最初指定的溫度。
2、浸泡：一旦木板達到第一個指定溫度，它將在此處保留預定的時間。這將激活焊膏中的助焊劑，以去除金屬焊接表面上的氧化物。
3、回流：現在再次加熱電路板以使其熔化或使焊料回流。
4、冷卻：電路板現在經歷受控的冷卻周期，以固化新形成的焊點。
什么是錫膏？
我們已經提到過，當錫膏通過回流焊爐時，是如何使用錫膏將組件固定在板上的，但實際上，錫膏的作用遠不止于此。焊膏是金屬焊料顆粒和粘性助焊劑的混合物，具有焊膏的稠度。憑借其獨特的結構，焊膏在回流焊過程中發揮了三種不同而重要的功能：
膠粘劑：膠的粘性使表面安裝零件保持在原位，直到焊料回流形成永久性結合。
助焊劑：這是一種化學清潔劑，可在焊接前通過去除氧化物和雜質來準備金屬表面。它還通過促進熔融焊料的潤濕來幫助焊接過程，并保護金屬表面在焊接過程中不被再次氧化。
焊料：這些是熔化后將部件的引線連接到電路板上相應焊盤的金屬顆粒。由于焊料的熔點低于所連接的金屬，因此焊料在兩者之間提供了良好的牢固連接，而不會對電路板或組件造成任何損害。
錫膏通常通過使用模板在板上絲網印刷或在其上噴射印刷來施加。噴射打印機在原型運行中被大量使用，因為創建模板需要花費一些時間和金錢。但是，一旦電路板全面投入生產，通常會首次選擇使用模板，因為它可以在極短的時間內將焊膏涂到板上。如果要對電路板進行返工，也可以使用注射器手動涂抹焊膏。
回流焊的PCB設計實踐
回流焊是批量生產表面安裝板的首次選擇方法，但是要成功使用，你需要遵循一些設計規范：
1、焊盤尺寸：必須將表面安裝的焊盤圖案制成正確的尺寸。焊盤太小會導致回流焊時形成不良的焊點。焊盤過大可能會導致零件未對準對齊，從而導致間隙問題，甚至可能一起短路。
2、平衡金屬：平衡較小的兩腳表面固定零件的焊盤之間的金屬走線很重要。金屬不平衡會導致加熱不均勻，這可能導致焊料在一個焊盤上的回流速度比另一焊盤快。這可能導致被稱為“墓碑”的情況，在該情況下，零件的一側被較快融化的焊料拉至直立位置，而不是按需平焊。
確保不會出現此類問題的一種方法是設置PCB設計工具的設計規則和制造規則，以便遵循設計指南。你的工具應該能夠設置各種規則和約束，以便你可以控制設計中不同的焊盤尺寸，走線寬度和其他間隙。
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