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本帖最后由 Heaven_1 于 2024-11-25 17:23 编辑
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一、PCBA 焊接中的爬锡问题及其影响
% m1 r7 g- K) O- k% H+ v1 E% \在 PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板组件）焊接过程中，功率器件引脚爬锡度至关重要。爬锡是指焊锡在引脚与 PCB 焊盘间的爬升高度与覆盖程度。当爬锡度不够时，会引发一系列严重问题。 I* @7 u; s$ Q. K) j
1、理想的焊点结构示意
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上图展示了一个理想的插装元器件焊点结构，包括焊料、焊盘和印制板等部分。在理想状态下，焊料均匀地分布在焊盘和元器件引脚之间，形成良好的电气连接和机械固定，确保电流能够顺畅通过，并且热量能够有效地传导。
# J% q7 H2 k0 `+ O3 Y' q2、爬锡不良的实例 6 J9 [, y7 V" m1 n. ~' x
4 P& e |4 U& }6 l+ S, x8 C0 r* s上图可以看到，红圈标注处显示了一个实际焊接点，存在爬锡不良的情况。在正常的焊接中，焊锡应该均匀地覆盖在元器件引脚与 PCB 焊盘上，并且有一定的爬升高度。然而，图中显示焊锡并没有很好地覆盖引脚，显得比较干瘪，这表明引脚与焊盘之间的接触面积较小，引发下面的问题点： （1）电阻增大 根据电阻定律（其中是电阻，是电阻率，是长度，是横截面积），在引脚长度不变的情况下，爬锡不良导致接触面积减小相当于横截面积减小，从而使电阻显著增大。例如，正常爬锡良好的引脚接触电阻可能在毫欧级别，而爬锡度不够时，电阻可能增大数倍甚至数十倍。（2）发热严重 根据焦耳定律（其中是热量，是电流，是电阻，是时间），电阻增大后，在电流通过时会产生更多的热量。（3）可能导致烧毁 过多的热量如果不能及时散发，会使元器件温度升高，当温度超过元器件所能承受的极限温度时，就可能导致元器件烧毁，进而影响整个电路的正常工作。
( s! Y8 n4 [6 b# b# `6 q1 N. ]3、爬锡不良导致的电路板损坏 9 d0 [. |+ x% q1 d# [9 V O
3 T' [6 B8 x1 D; P" y" U. N6 H$ c( D上图显示了一块电路板上有明显的烧焦痕迹。这是由于爬锡不良引发的电阻增大和发热问题进一步恶化的结果。当热量在局部不断积聚，就会导致电路板上的元器件和线路受到损坏，出现烧焦现象。 散热问题 功率器件工作时本身会产生较多热量，爬锡不足使电阻增大，进而导致电流通过时产生的热量急剧增加。而且不良的爬锡状况会阻碍热量从焊盘向 PCB 板传导，使热量在器件内部积聚。在高功率密度电路中，正常爬锡时功率器件能在安全温度范围工作，爬锡不足时，器件温度可能迅速超出额定工作温度，导致器件性能下降甚至失效。
H( q/ Q3 v+ L3 v. x2 O4、 爬锡不良引发的连锁反应 当电路板上的元器件由于爬锡不良而烧毁后，可能会引发短路等电气故障，进而引发更大规模的火灾。 后患问题 持续的高温发热会改变功率器件内部半导体材料特性，如迁移率降低、禁带宽度变化等，进一步降低器件性能和可靠性。长期过热最终会导致功率器件烧毁，进而可能引发整个电路的短路或断路故障，影响电子产品正常运行，造成巨大经济损失和维修成本，还可能损坏周边元器件，增加故障排查和修复难度
7 K) n0 d' H0 c; P二、解决措施与重要性, S% V6 i4 ^% ]% I) f4 u0 t9 v
为确保 PCBA 焊接质量，必须高度重视功率器件引脚爬锡问题，从焊接工艺、元器件质量把控以及 PCB 设计优化等多方面入手，确保爬锡良好，从而保证功率器件乃至整个电子产品的稳定可靠运行。例如，优化焊接工艺参数，包括精确控制焊接温度、合理设定焊接时间、调整助焊剂活性与用量；改善元器件引脚状况，如处理引脚氧化问题和优化引脚镀层工艺；优化 PCB 设计，合理设计焊盘和散热结构等。 | 
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发表于 2024-11-26 18:25