【亞普德推薦】適合高熱能應(yīng)用的感應(yīng)式加熱焊接技術(shù)
高金屬化元器件和PCB的焊接挑戰(zhàn)
在消費(fèi)電子和工業(yè)電子領(lǐng)域，使用由錫、銀和銅（SAC）合金制成的焊料已成為無鉛焊接的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
再加上多層印刷電路板（PCB）和金屬化引線框架上用于散熱的組件，如今的電子產(chǎn)品需要更多的大功率手工焊接解決方案。
高度金屬化的元器件和PCB就像散熱器。它們產(chǎn)生了熱量分布效應(yīng)，將熱量從烙鐵頭帶走，因此通過傳遞熱量而形成良好焊點(diǎn)
更加具有挑戰(zhàn)性。
為了幫助理解散熱效果，請想象一個(gè)大型銅煎鍋——如果將熱量施加到煎鍋上的一個(gè)小點(diǎn)（相當(dāng)于將烙鐵的[敏感詞]施加到一片銅板上），
煎鍋會(huì)將熱量分配，直到整個(gè)煎鍋達(dá)到足夠高的烹調(diào)溫度。
類似地，熱擴(kuò)散效應(yīng)通過將熱量從烙鐵頭擴(kuò)散而使焊接更加困難，這就需要更有效的解決方案來加熱組件和PCB，并熔化焊料。
熱擴(kuò)散效應(yīng)多見于TO-220等大功率晶體管，以及多層印制電路板和具有大型金屬化接地層的PCB。
另一種表現(xiàn)出熱擴(kuò)散效應(yīng)的PCB是絕緣金屬基板（IMS）。IMS電路板通常用于LED照明和其他產(chǎn)生大量熱量的應(yīng)用。
這些都是通過在金屬板的頂層分層導(dǎo)電和非導(dǎo)電層來實(shí)現(xiàn)的，這樣可以有效地將熱量從高發(fā)熱部件中傳遞走。
由于金屬基板數(shù)量過大，導(dǎo)致手工焊接這些IMS電路板非常困難。
補(bǔ)償方法和潛在風(fēng)險(xiǎn)
為了克服高金屬化組件和電路板固有的焊接難題，焊接技術(shù)人員可能會(huì)嘗試延長焊接時(shí)間來進(jìn)行補(bǔ)償，即他們將烙鐵的
焊接部位固定到需焊接點(diǎn)以增加熔化焊料的時(shí)間。它們還可能增加烙鐵頭的溫度。這些補(bǔ)償方法不僅會(huì)降低烙鐵頭壽命，
還會(huì)導(dǎo)致可靠性問題或?qū)CB及組件造成損壞。
另一種補(bǔ)償方法是預(yù)熱電路板，并在電路板已熱時(shí)嘗試焊接組件。這可能會(huì)導(dǎo)致焊接人員出現(xiàn)安全問題。因?yàn)楹附訒r(shí)，
技術(shù)人員往往把臉靠近PCB，或有時(shí)將手放在電路板上。這會(huì)導(dǎo)致不舒適的工作環(huán)境，甚至灼傷。
焊接行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
IPC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC-J-STD-001G規(guī)定了可接受的焊接溫度和焊接時(shí)間。制定這些指南是為了幫助保護(hù)電路板和組件免受
因溫度過高或加熱時(shí)間過長而造成的損壞。
然而，在很多電阻加熱焊接的情況下，技術(shù)人員試圖通過增加焊接時(shí)間和焊接溫度來補(bǔ)償熱擴(kuò)散效應(yīng)，這樣反而會(huì)在
焊料熔化之前損壞元件或電路板的內(nèi)部，結(jié)果適得其反。
感應(yīng)加熱焊接與電阻加熱焊接
與電阻加熱焊接相比，感應(yīng)加熱焊接具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括快速、高效、可重復(fù)和準(zhǔn)確的熱傳遞/產(chǎn)生。感應(yīng)烙鐵利用
纏繞在磁性合金上的感應(yīng)線圈，在交變電流通過線圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生熱能。
感應(yīng)加熱基于物理原理，其中磁性合金的溫度由流經(jīng)其周圍線圈的電流控制。感應(yīng)加熱比電阻加熱更有效，更容易控制，
并可以按需加熱。
在感應(yīng)加熱烙鐵中，加熱元件和溫度傳感器直接集成在在烙鐵頭上，形成了一個(gè)快速、高效、可重復(fù)和準(zhǔn)確的熱傳導(dǎo)閉環(huán)電路。
電阻加熱通過傳導(dǎo)加熱整個(gè)烙鐵頭。使用電阻加熱技術(shù)，烙鐵頭就像蓄熱器一樣，具有比感應(yīng)加熱更高的熱阻和更低的熱性能。
這意味著加熱速度較慢，并且更難在不發(fā)生溫度過沖的情況下保持一致的烙鐵頭溫度。
熱傳遞性能較差的電阻加熱烙鐵需要更高的溫度才能達(dá)到相同的效果，同時(shí)可能會(huì)損壞組件和PCB。
感應(yīng)加熱焊接的好處
在當(dāng)今精密復(fù)雜的電子設(shè)備中，溫度精度和控制一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。高度金屬化組件和PCB，加上熱敏電子產(chǎn)品和無鉛焊接的需要，
導(dǎo)致對過程控制的要求更高。
為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，制造商需要具有感應(yīng)式加熱技術(shù)的高性能焊接系統(tǒng)。感應(yīng)式焊接可根據(jù)需要，快速高效地產(chǎn)生熱量，
克服了高金屬化PCB、組件和基板的挑戰(zhàn)。
由于感應(yīng)式加熱焊接以[敏感詞]和可控的方式產(chǎn)生熱量，所以也可以處理小而精密的部件以及苛刻的熱負(fù)荷應(yīng)用。
總結(jié)
電子產(chǎn)品正變得更小、更快、更智能、更實(shí)用。當(dāng)尺寸減小時(shí)，會(huì)在更小的空間中產(chǎn)生更多的熱量。為了幫助散熱，
設(shè)計(jì)師們在電子設(shè)計(jì)中使用了更多的導(dǎo)熱材料，如玻璃和金屬。金屬引線框架、多層PCB、金屬化基板和接地層將
繼續(xù)發(fā)揮重要作用，這就需要更可靠的焊接解決方案。
在電阻式加熱焊接系統(tǒng)建立更高的功率，以更快地產(chǎn)生更多熱量并將其傳遞到烙鐵頭時(shí)，感應(yīng)式加熱焊接系統(tǒng)正在采取不同的方法，
即：使用標(biāo)準(zhǔn)功率和提高磁化合金周圍的交變電流頻率以產(chǎn)生和維持烙鐵頭的熱能，這種方法已被證明是一種更有效的焊接解決方案。
