Miksi SMT-tyynyt nousevat juottamisen aikana

Kun kupariliitäntä irtoaa piirilevystä juottamisen aikana, syynä on lähes aina lämpö, ​​aika ja jännitys, jotka voittavat kuparin laminaattiin kiinnittävän sidoksen. SMT-liitäntäpinnan irtoaminen , joka tunnetaan virallisesti nimellä irronnut maa tai irronnut liitäntäpinta, tapahtuu, kun liika lämpö tai liian monet uudelleentyöstöjaksot heikentävät tätä sidosta. Tilannetta usein pahentaa pieni liitäntäpinta, heikko laminaatti tai mekaaninen voima. Tämä opas selittää liitäntäpinnan irtoamisen todelliset tekijät ryhmiteltyinä materiaalin, rakenteen ja prosessin mukaan ja antaa käytännön tapoja estää se.

Mikä on nostettu (pudonnut) SMD-tyyny

Juotepiste eli juotoskohta on kuparipaikka, johon komponentti juotetaan. Se on kiinnittynyt alla olevaan laminaattiin levyn hartsijärjestelmän avulla, ja tällä sidoksella on rajallinen lujuus.

Nostettu maa vs. nostettu alusta

Kun kupari irtoaa laminaatista, seurauksena on kohouma, jossa liitoskohta nousee pinnalta, tai pahimmassa tapauksessa liitoskohta irtoaa kokonaan ja vie usein liitäntäjälkensä mukanaan. Joka tapauksessa sähköliitäntä vaarantuu ja piirilevystä voi tulla käyttökelvoton ilman korjausta. Kupari itsessään pettää harvoin; sen liitäntä piirilevyyn pettää.

Miksi se on tärkeätä

Irronnut tyyny käsitellään vikana tai raportoitavana tilanteena kokoonpanon hyväksymiskriteereissä, ja se voi aiheuttaa ajoittaisia ​​tai avoimia liitoksia kentällä. Tämän taustalla olevien tekijöiden ymmärtäminen on ensimmäinen askel sellaisten piirilevyjen rakentamisessa, jotka kestävät sekä kokoonpanon että myöhemmän uudelleentyöstön.

Nostetut tyynyt: Läpireikäasennus vs. pinta-asennus

Nostaminen vaikuttaa molempiin tyynytyyppeihin, mutta geometria vaihtelee, samoin kuin riski.

Pinta-asennusliitännät ovat ankkuroituja vähemmän kuin pinnoitetut läpireiät, joten ne voivat nousta vähemmällä rasituksella. Siksi ankkurointireikien ja pisaranmuotoisten reikien kiinnitys on niin tärkeä hyvässä jalanjälkitarkastelussa . Läpireikien liitäntäpinnat pysyvät paremmin kiinni rungossa, mutta pettäessään ne usein vievät liitosjohteen mukanaan. Kummassakin tapauksessa puolustus on sama: hallitse lämpöä ja aikaa ja rakenna laminaatille, jolla on riittävä kuoriutumislujuus.

Miksi tyynyt nostavat: Lämmitys ja viipymäaika

Lähes jokainen tyynyn irtoamistapaus juontaa juurensa yhteen mekanismiin: kuparin ja laminaatin välinen sidos heikkenee, kun se kuumenee liian pitkään.

Tärkein periaate on, että lyhyt, kuuma kosketus on vähemmän haitallista kuin pitkä, haalea . Raudan lepuuttaminen tyynyllä muutaman sekunnin ajan siirtää liimaan paljon enemmän lämpöä kuin nopea ja varma liitos, jopa alhaisemmalla kärjen lämpötilalla. Mitä kauemmin kupari on kuumaa, sitä enemmän hartsi pehmenee ja sitä heikommaksi sidos muuttuu, kunnes tyyny irtoaa.

Siksi tekniikka on yhtä tärkeää kuin laitteet. Puhdas, hyvin tinattu kärki ja riittävästi juoksutetta antavat juotoksen kastua sekunnissa tai kahdessa, joten pad ei koskaan saa sitä nostavaa pitkäkestoista kuumennusta. Klassinen tie padin nostamiseen on pyrkiä lisäämään lämpöä tai pidempään viipymään juoksuaineen lisäämisen sijaan.

Miten levymateriaali vaikuttaa tyynyn tarttumiseen

Kaikki levyt eivät kestä nostoa yhtä paljon. Laminaatin ominaisuudet määräävät, kuinka paljon lämpöä tyynyn liitos kestää ennen kuin se pettää.

Kuparin kuoriutumislujuus on ominaisuus, joka suorimmin ennustaa nostoa, ja se varmennetaan standardoiduilla kuoriutumislujuustesteillä. Riittävän Tg:n ja kuoriutumislujuuden omaavan laminaatin valinta sovellukseen on valmistuspäätös, joka tehdään piirilevyjen valmistuksen aikana , ja sillä on suurin merkitys piirilevyille, jotka altistuvat korkeille juotoslämpötiloille tai uudelleentyöstölle. Runsaskupariset ja lämpöä vaativat mallit, kuten metalliytimiset alustat , ansaitsevat tässä erityistä huomiota.

Piirilevyjen suunnittelussa tekijät, jotka aiheuttavat tyynyjen irtoamista

Juottoalustan suunnittelu ja kytkentä vaikuttavat merkittävästi siihen, kestääkö se juottamista. Kaksi samalla piirilevyllä olevaa juotoslevyä, joista toinen on ankkuroitu ja toinen eristetty, voivat käyttäytyä hyvin eri tavalla.

Tyynyjen koko ja ankkurointi

Pienessä, eristetyssä tyynyssä, jossa on vain ohut johdin, on vain vähän liimautumispinta-alaa vastustaakseen irtoamista. Ankkurointireiän lisääminen, joka sitoo tyynyn sisäkerrokseen, tai pisaranmuotoisten liitosten käyttö kohdassa, jossa johdin kohtaa tyynyn, lisää tehokasta sidosta ja estää irtoamista. Hienojakoiset ja pienipassiiviset mallit, jollaisia ​​käytetään tiheissä asetteluissa , hyötyvät näistä ominaisuuksista eniten.

Lämpötilan lievitys lentokoneissa

Suoraan suureen kuparivaluun tai maatasoon kytkettyä tyynyä on vaikea lämmittää, koska kupari siirtää lämpöä pois. Käyttäjä kohdistaa sitten enemmän lämpöä pidempään, mikä juuri nostaa tyynyjä. Lämpöpoistoliitos, joka yhdistää tyynyn tasoon muutamalla kapealla pinnalla, antaa liitoksen saavuttaa lämpötilan nopeasti ilman pitkäkestoista lämmitystä.

Jäljitysreititys

Hauraan kiskon jyrsintä siten, ettei sitä vedetä osaa käsiteltäessä, ja terävien siirtymien välttäminen alustalla vähentää noston mekaanista komponenttia. Hyvä jalanjälki ja tällaiset reititysvalinnat ovat juuri sitä, mitä suunnittelua valmistusta varten tehtävissä arvioinneissa etsitään.

Juotosprosessin tekijät, jotka nostavat tyynyjä

Jopa hyvin suunniteltu ja hyvästä materiaalista valmistettu piirilevy voi kärsiä irtoavista pisteistä, jos juotosprosessi on väärä.

• Raudan lämpötila. Liian kuuma vahingoittaa sidosta suoraan; liian kylmä pidentää sidoksen viipymäaikaa, mikä myös nostaa siteitä. Aseta se kastumaan nopeasti.
• Viipymäaika. Pitkäaikainen kosketus on prosessin johtava syy. Tee liitos ja jatka eteenpäin.
• Uudelleentyöstöjaksot. Jokainen uudelleenlämmitys rasittaa liitosta. Rajoita liitoksen uudelleenmuokkauskertojen määrää.
• Esilämmitä. Laudan lämmittäminen ensin vähentää lämpöshokkia ja raudan viipymäaikaa alustalla.
• Lyijyttömät lämpötilat. Lyijyttömät seokset sulavat kuumemmiksi, joten vauriomarginaali on pienempi ja tekniikalla on enemmän merkitystä.

Juotostenpoisto on erityisen riskialtista, koska osan irrottaminen voi tarkoittaa juotosalustan toistuvaa kuumentamista. Oikeiden juotostyökalujen, tuoreen juoksuttimen ja mahdollisimman vähäisen lämmön käyttö suojaa juotosalustaa sekä irrotuksen että asennuksen aikana.

SMD-tyynyn noston syiden yhteenveto

Yllä olevat tekijät voidaan tiivistää nopeaksi diagnostiikkataulukoksi.

Kuinka estää SMD-tyynyjen irtoaminen

Syiden yhdistäminen antaa lyhyen ja käytännöllisen tarkistuslistan.

• Juotetaan nopeasti. Käytä puhdasta, kuumaa kärkeä ja riittävästi juoksutetta, jotta jokainen liitos muodostuu sekunnissa tai kahdessa.
• Rajoita uudelleentyöstöä. Vältä saman tyynyn toistuvaa uudelleenlämmittämistä; suunnittele sauma niin, että se onnistuu ensimmäisellä kerralla.
• Kuumenna levy. Erityisesti suurempien tai paksumpien lautojen kohdalla esilämmitys lyhentää tarvittavaa silitysaikaa.
• Määrittele hyvä materiaali. Valitse laminaatti, jonka Tg-arvo ja kuparin kuorimislujuus ovat riittävät odotettavissa olevaan juottamiseen ja uudelleentyöstöön.
• Suunnittele tyynyjä selviytyäksesi. Lisää ankkurointireikiä ja pisaranmuotoisia reikiä pieniin kiinnitysalustoihin ja lämpöpoistoa tasomaisiin liitoksiin.
• Käsittele varovasti. Vältä mekaanista rasitusta aiheuttavaa vääntämistä tai taivuttamista ja kuumenna kosteusherkät piirilevyt ennen juottamista.

Nämä tavat kannattavat myös skaalautuvasti: liitäntätyynyjen irtoamista kestävä rakenne on kestävämpi automaattisen juottamisen ja mahdollisten uudelleentöiden aikana suurten volyymien kokoonpanoissa , joissa yhdenmukaisuus on tärkeintä.

Kuinka korjata nostettu piirilevyalusta

Jos tyyny irtoaa varotoimista huolimatta, yhteys voidaan usein palauttaa, vaikka korjauksella onkin rajoituksensa.

• Ankkuroi yhteys uudelleen. Lyhyt hyppyjohdin komponenttijohdosta seurantaan tai lähellä olevaan läpivientiin voi palauttaa virtapiirin.
• Vakauta alusta. Liima tai epoksi voivat pitää osittain nostetun maan paikallaan estäen sen lisäliikkeen.
• Tunne hyväksymisrajat. Nostettua maata arvioidaan kokoonpanon hyväksymiskriteerien perusteella luokittain, joten erittäin luotettavassa työssä levy ei välttämättä ole hyväksyttävä edes korjauksen jälkeen.

Prototyypille puhdas jumpperien korjaus riittää yleensä. Tuotanto- tai erittäin luotettavilla piirilevyillä irronnut liitäntäpinta on merkki materiaalin, jalanjäljen tai juotosprosessin uudelleentarkastelusta, jotta seuraava erä ei toista sitä.

Pyydä tarjous kestävistä levyistä

Juotosalustojen irtoaminen on ehkäistävissä: juota nopeasti, vähennä uudelleentyöstöä, valitse laminaatti, jolla on oikea Tg ja kuoriutumislujuus, ja suunnittele pienet liitäntäalustat ankkurointiominaisuuksilla. Kun valitset nämä oikein, irronneet liitäntäalustat katoavat suurelta osin. Voit lukea lisää Highleap Electronicsista ja siitä, miten valmistamme ja kokoamme kestäviä piirilevyjä.

Usein Kysytyt Kysymykset

Miksi SMT-aluslevyt irtoavat juottaessani?

Koska lämpö ja aika heikentävät kuparityynyn ja laminaatin välistä sidosta. Yleisin laukaiseva tekijä on raudan liian pitkäaikainen lepuuttaminen tyynyn päällä; toistuva uudelleentyöstö, heikko laminaatti, pieni erillinen tyyny tai kosteus pahentavat kaikki tilannetta. Lyhytaikainen, kuuma kosketus juoksutteeseen estää suurimman osan tästä.

Aiheuttaako raudan lämpötila vai viipymäaika enemmän nostoa?

Pitkäaikainen kosketus on yleensä suurempi syyllinen, vaikka liian korkea lämpötila vahingoittaa myös suoraan liitosta. Tavoitteena on saada rauta riittävän kuumaksi, jotta se kastelee liitoksen sekunnissa tai kahdessa, jotta tyyny ei ole koskaan tarpeeksi kuuma irrotakseen. Liian kylmä rauta kostautuu pakottamalla pidempään kosketukseen.

Miten levymateriaali vaikuttaa tyynyn nostokykyyn?

Korkeamman lasisiirtymälämpötilan omaava laminaatti pehmenee vähemmän lämmön vaikutuksesta, ja korkeampi kuparin kuoriutumislujuus tarkoittaa, että tyyny liimaa tiukemmin. Huonosti kovettunut materiaali ja imeytynyt kosteus irtoavat paljon helpommin. Riittävän lasisiirtymälämpötilan ja kuoriutumislujuuden määrittäminen odotettavissa olevaa juottamista ja uudelleentyöstöä varten vähentää riskiä.

Voivatko suunnittelumuutokset estää tyynyjen irtoamisen?

Kyllä. Ankkurointireiän ja pisaranmuotoisten liitosten lisääminen pieniin tyynyihin lisää liimattua pinta-alaa, ja lämpöä helpottavat liitokset tasoihin antavat liitosten lämmetä nopeasti sen sijaan, että ne vaatisivat pitkän viipymän. Juuri näitä jalanjälkivalintoja tarkastellaan valmistusta edeltävässä suunnittelutarkastuksessa.

Miksi maatasoon kytketyt tyynyt nousevat todennäköisemmin?

Suuri kuparilevy siirtää lämpöä pois juotoskohdasta, joten käyttäjä kohdistaa enemmän lämpöä pidempään juotteen sulattamiseen, mikä nostaa juotoskohtia. Lämpöpoistoliitos, joka yhdistää juotoksen tasoon muutamalla kapealla pinnalla, antaa liitoksen saavuttaa lämpötilan nopeasti ja välttää pitkittyneen kuumenemisen.

Onko juotosalustan irtoaminen yleisempää lyijyttömässä juotoksessa?

Se voi olla, koska lyijyttömiä seoksia käytetään korkeammassa lämpötilassa, jolloin sidoksen vaurioitumisvara on pienempi. Hyvä tekniikka, riittävä juoksutusaine, esilämmitys ja valmistuksesta lähtien lyijyttömille lämpötiloille mitoitettu laminaatti auttavat kompensoimaan korkeampaa lämpötilaa.

Voiko lautaa, jossa on nostettu alusta, vielä käyttää?

Usein kyllä ​​prototyypille, lisäämällä hyppyjohdin yhteyden palauttamiseksi ja vakauttamalla tyyny liimalla. Tuotanto- tai erittäin luotettavilla piirilevyillä nostettua maata arvioidaan luokan hyväksymiskriteerien perusteella, eikä se välttämättä ole hyväksyttävä, joten se on merkki materiaalin, jalanjäljen tai prosessin korjaamisesta.

Nousevatko läpirei'itetyt tyynyt samalla tavalla kuin SMT-tyynyt?

Molemmat pystyvät nostamaan, mutta läpivientityynyt on ankkuroitu pinnoitetulla rungolla reiän läpi, joten ne kestävät nostoa paremmin; kun ne pettävät, ne usein vetävät liitosjohtimen mukanaan. Pinta-asennusliitännät perustuvat vain pintaliitokseen, joten ne nousevat helpommin, minkä vuoksi ankkurointireiät ja pisaranmuotoiset reiät auttavat.

Auttaako levyn esilämmitys oikeasti?

Kyllä. Esilämmitys nostaa koko levyn juotoslämpötilaa kohti, joten rauta lisää vähemmän lämpöä lyhyemmässä ajassa, mikä vähentää sekä lämpöshokkia että viivettä, joka nostaa juotospisteitä. Se on erityisen hyödyllinen paksummille levyille, raskaalle kuparille ja suuriin tasoihin liitetyille juotospisteille.