De ce se ridică plăcuțele SMT în timpul lipirii

Când o pad de cupru se desprinde de pe placă în timpul lipirii, cauza este aproape întotdeauna căldura, timpul și stresul care depășesc legătura care fixează cuprul de laminat. Căderea pad-ului SMT , cunoscută oficial sub numele de „lifted land” sau „lifted pad”, apare atunci când prea multă căldură sau prea multe cicluri de refacere slăbesc acea legătură, adesea agravată de o pad mică, un laminat slab sau o forță mecanică. Acest ghid explică factorii reali din spatele ridicării pad-ului, grupați în cauze de material, design și proces și oferă modalități practice de a o preveni.

Ce este o placă SMD ridicată (căzută)

O placă de cupru (pad), sau land (land), este porțiunea de cupru la care se lipește o componentă. Este lipită de laminatul de sub ea prin sistemul de rășină al plăcii, iar această legătură are o rezistență finită.

Teren ridicat vs. platformă ridicată

Când cuprul se separă de laminat, rezultatul este o suprafață ridicată, unde placa se ridică de la suprafață sau, în cel mai rău caz, o placă care se desprinde complet, adesea luând cu ea și firul de conectare. În orice caz, conexiunea electrică este compromisă, iar placa poate fi inutilizabilă fără reparații. Cuprul în sine rareori se defectează; legătura cu placa este cea care cedează.

De ce contează

O placă de suprafață ridicată este tratată ca un defect sau o condiție raportabilă conform criteriilor de acceptare a asamblării și poate cauza conexiuni intermitente sau deschise pe teren. Înțelegerea factorilor care stau la baza acesteia este primul pas pentru a construi plăci care să supraviețuiască atât asamblării , cât și oricăror modificări ulterioare.

Plăcuțe ridicate: Montare prin gaură vs. montare la suprafață

Ridicarea afectează ambele tipuri de perne, dar geometria diferă, la fel și riscul.

Plăcuțele de montare la suprafață au o ancorare mai mică decât o gaură străpunsă placată, așa că se pot ridica cu mai puține provocări, motiv pentru care ancorarea viaelor și a picăturilor de sarcină contează atât de mult într -o analiză bună a amprentei . Plăcuțele pentru găuri străpunse sunt mai bine fixate de cilindru, dar, atunci când cedează, adesea iau cu ele și urma de conectare. În orice caz, apărarea este identică: gestionați căldura și timpul și construiți pe un laminat cu o rezistență adecvată la decojire.

De ce se ridică absorbantele: Căldură și timp de staționare

Aproape fiecare caz de ridicare a pad-urilor se datorează unui singur mecanism: legătura dintre cupru și laminat se degradează atunci când se încălzește prea mult timp.

Cel mai important principiu este că un contact scurt și fierbinte face mai puțin rău decât unul lung și călduț . Odihnirea fierului de călcat pe un discum timp de câteva secunde transmite mult mai multă căldură îmbinării decât o îmbinare rapidă și fermă, chiar și la o temperatură mai scăzută a vârfului. Cu cât cuprul stă mai mult timp fierbinte, cu atât rășina se înmoaie mai mult și cu atât legătura devine mai slabă, până când discul se eliberează.

De aceea, tehnica contează la fel de mult ca echipamentul. Un vârf curat, bine cositorit, și suficient flux permit lipirii să se ude într-o secundă sau două, astfel încât padul nu primește niciodată încălzirea prelungită care îl ridică. A căuta mai multă căldură sau mai multă rezistență, în loc de mai mult flux, este calea clasică către un pad ridicat.

Cum afectează materialul plăcii aderența plăcuței

Nu toate plăcile rezistă la fel la ridicare. Proprietățile laminatului stabilesc câtă căldură poate suporta legătura cu plăcuța înainte de a ceda.

Rezistența la decojire a cuprului este proprietatea care prezice cel mai direct ridicarea și este verificată prin metode standardizate de testare a rezistenței la decojire. Alegerea unui laminat cu Tg și rezistență la decojire adecvate pentru aplicație este o decizie de fabricație luată în timpul fabricării PCB-urilor și este cel mai importantă pentru plăcile care vor fi supuse unor temperaturi ridicate de lipire sau prelucrări. Designurile cu conținut ridicat de cupru și cele solicitante termic, cum ar fi cele pe substraturi cu miez metalic , merită o atenție deosebită aici.

Factorii de proiectare ai PCB-urilor care cauzează ridicarea plăcuțelor

Modul în care este proiectat și conectat un pad influențează puternic rezistența acestuia la lipire. Două pad-uri de pe aceeași placă, unul ancorat și unul izolat, se pot comporta foarte diferit.

Dimensiunea plăcuței și ancorarea

O placă mică, izolată, cu o urmă subțire, are o suprafață de legătură redusă care să reziste ridicării. Adăugarea unei ancoraje care leagă placa de un strat interior sau utilizarea unor picături de plastic acolo unde urmele se întâlnesc cu placa crește legătura eficientă și rezistă la decojire. Designurile cu pas fin și mici pasive, precum cele observate în machetele de înaltă densitate , beneficiază cel mai mult de aceste caracteristici.

Degajare termică pe avioane

O placă conectată direct la o turnare mare de cupru sau la un plan de masă este greu de încălzit, deoarece cuprul absoarbe căldura. Operatorul aplică apoi mai multă căldură pentru mai mult timp, exact ceea ce ridică plăcuțele. O conexiune de eliberare termică, care unește placa de plan cu câteva spițe înguste, permite îmbinării să atingă rapid temperatura fără încălzire prelungită.

Trasarea rutării

Frezarea unei urme fragile astfel încât să nu fie trasă atunci când o piesă este manipulată și evitarea tranzițiilor bruște la nivelul plăcuței reduc componenta mecanică a ridicării. O amprentă bună și alegeri de frezare precum acestea sunt exact ceea ce caută o analiză a designului pentru producție.

Factorii procesului de lipire care ridică plăcuțele

Chiar și o placă bine proiectată pe un material bun poate suferi de deformarea pad-urilor dacă procesul de lipire este greșit.

• Temperatura fierului. Prea cald deteriorează direct legătura; prea rece forțează o fixare mai lungă, ceea ce ridică și plăcuțele. Setați-le să se ude rapid.
• Timp de ședere. Contactul prelungit este cauza principală a procesului. Faceți articulația și mergeți mai departe.
• Cicluri de relucrare. Fiecare reîncălzire solicită legătura. Limitați de câte ori este prelucrată o îmbinare.
• Preîncălziți. Încălzirea mai întâi a plăcii reduce șocul termic și timpul pe care fierul trebuie să îl petreacă pe pad.
• Temperaturi fără plumb. Aliajele fără plumb se topesc la temperatură mai mare, așa că marja înainte de deteriorare este mai mică, iar tehnica contează mai mult.

Dezlipirea este deosebit de riscantă, deoarece demontarea unei piese poate însemna încălzirea repetată a unei plăcuțe. Utilizarea unor instrumente de dezlipire adecvate, a unui flux proaspăt și a unui consum cât mai mic de căldură protejează plăcuța atât în ​​timpul demontării, cât și al instalării.

Rezumatul cauzelor ridicării plăcuțelor SMD

Factorii de mai sus pot fi rezumați într-un tabel de diagnostic rapid.

Cum să împiedici ridicarea plăcuțelor SMD

Reunirea cauzelor oferă o listă de verificare scurtă și practică.

• Lipire rapidă. Folosește un vârf curat și fierbinte și suficient flux astfel încât fiecare îmbinare să se formeze într-o secundă sau două.
• Limitează relucrarea. Evitați reîncălzirea repetată a aceleiași plăcuțe; planificați îmbinarea astfel încât să fie corectă de prima dată.
• Preîncălziți placa. În special pentru plăcile mai mari sau mai groase, preîncălzirea reduce timpul necesar pentru călcare.
• Specificați materialul bun. Alegeți un laminat cu Tg și rezistență la decojire adecvate pentru lipirea și prelucrarea preconizată.
• Proiectează tampoane care să supraviețuiască. Adăugați fire de ancorare și picături de aer la plăcuțele mici și detensionare termică pe conexiunile plane.
• Manevrați cu grijă. Evitați forțarea sau îndoirea care adaugă stres mecanic și coaceți plăcile sensibile la umiditate înainte de lipire.

Aceste obiceiuri dau roade și la scară largă: un design care rezistă ridicării plăcuțelor este mai robust prin lipirea automată și prin orice relucrare în timpul asamblării de volum mare , unde consecvența contează cel mai mult.

Cum se repară o placă PCB ridicată

Dacă o plăcuță se ridică în ciuda precauțiilor luate, conexiunea poate fi adesea restabilită, deși repararea are limite.

• Reancorați conexiunea. Un fir scurt de conectare de la cablul componentei la pistă sau la o conexiune din apropiere poate restabili circuitul.
• Stabilizați plăcuța. Adezivul sau rășina epoxidică pot menține la locul lor o suprafață parțial ridicată pentru a preveni mișcarea ulterioară.
• Cunoașteți limitele de acceptare. O suprafață ridicată este evaluată în funcție de criteriile de acceptare a asamblării în funcție de clasă, astfel încât în ​​cazul lucrărilor de fiabilitate ridicată, placa poate să nu fie acceptabilă nici după reparare.

Pentru un prototip, o reparație curată a jumperului este de obicei suficientă. Pentru plăcile de producție sau de înaltă fiabilitate, o pad ridicată este un semnal pentru a revizita materialul, amprenta sau procesul de lipire, astfel încât următorul lot să nu îl repete.

Obțineți o ofertă pentru plăci robuste

Căderea plăcuțelor poate fi prevenită: lipiți rapid, limitați prelucrarea, alegeți un laminat cu Tg și rezistența la dezlipire potrivite și proiectați plăcuțe mici cu caracteristici de ancorare. Dacă le faceți corect, plăcuțele ridicate vor dispărea în mare parte. Puteți citi mai multe despre Highleap Electronics și despre cum fabricăm și asamblăm plăci durabile.

Întrebări frecvente

De ce se ridică plăcuțele SMT când lipesc?

Deoarece căldura și timpul degradează legătura care fixează padul de cupru pe laminat. Cel mai frecvent factor declanșator este menținerea fierului pe pad prea mult timp; lucrările repetate, un laminat slab, un pad mic izolat sau umezeala prinsă în el agravează situația. Contactul scurt și fierbinte cu fluxul previne în mare parte acest lucru.

Temperatura fierului sau timpul de ședere cauzează o ridicare mai accentuată?

O temperatură prea lungă este de obicei principalul vinovat, deși o temperatură prea ridicată dăunează direct îmbinării. Scopul este de a seta fierul de călcat suficient de cald pentru a umezi îmbinarea într-o secundă sau două, astfel încât discul să nu stea niciodată fierbinte suficient de mult timp pentru a se ridica. Un fier de călcat prea rece are efect invers, forțând un contact mai lung.

Cum afectează materialul plăcii ridicarea plăcuței?

Un laminat cu o temperatură de tranziție vitroasă mai ridicată se înmoaie mai puțin sub influența căldurii, iar o rezistență mai mare la decojire a cuprului înseamnă că plăcuța este lipită mai ferm. Materialul slab întărit și umiditatea absorbită se ridică mult mai ușor. Specificarea unei temperaturi de tranziție vitroasă (Tg) și a unei rezistențe la decojire adecvate pentru lipirea și prelucrarea preconizată reduce riscul.

Pot modificările de proiectare să împiedice ridicarea plăcuței?

Da. Adăugarea unei fire de ancorare și a unor forme în formă de lacrimă la plăcuțele mici mărește suprafața de lipire, iar conexiunile de relief termic la suprafețe permit îmbinărilor să se încălzească rapid, în loc să forțeze o staționare lungă. Aceste opțiuni de amprentă sunt exact ceea ce verifică o analiză a designului pentru fabricație înainte de producție.

De ce sunt mai predispuse la ridicarea plăcuțelor conectate la planurile de masă?

O rindea mare din cupru absoarbe căldura de la pad, astfel încât operatorul aplică mai multă căldură pentru mai mult timp pentru a topi lipirea, ceea ce ridică pad-urile. O conexiune de eliberare termică, care unește pad-ul de rindea cu câteva spițe înguste, permite îmbinării să atingă rapid temperatura și evită încălzirea prelungită.

Este ridicarea plăcuțelor mai frecventă cu aliajele de lipire fără plumb?

Se poate întâmpla acest lucru, deoarece aliajele fără plumb se topesc la o temperatură mai ridicată, lăsând o marjă mai mică înainte ca legătura să fie deteriorată. O tehnică bună, un flux adecvat, preîncălzirea și un laminat testat pentru temperaturi fără plumb de la fabricație ajută la compensarea căldurii mai mari implicate.

Se mai poate folosi o placă cu o placă ridicată?

Adesea da, pentru un prototip, prin adăugarea unui fir de legătură pentru a restabili conexiunea și stabilizarea plăcuței cu adeziv. Pentru plăcile de producție sau de înaltă fiabilitate, o suprafață ridicată este evaluată în funcție de criteriile de acceptare pe clasă și poate să nu fie acceptabilă, deci este un indiciu pentru a remedia materialul, amprenta sau procesul.

Plăcuțele cu orificii străpunse se ridică în același mod ca plăcuțele SMT?

Ambele se pot ridica, dar plăcuțele cu orificii străpunse sunt ancorate de cilindrul placat prin orificiu, astfel încât rezistă mai bine la ridicare; atunci când se cedează, adesea trag după ele și traseul de conectare. Mecanismele de ancorare la suprafață se bazează doar pe lipirea la suprafață, așa că se ridică mai ușor, motiv pentru care ancorarea viaelor și a picăturilor de sarcină ajută.

Chiar ajută preîncălzirea plăcii?

Da. Preîncălzirea ridică întreaga placă spre temperatura de lipire, astfel încât fierul adaugă mai puțină căldură pentru mai puțin timp, reducând atât șocul termic, cât și timpul de așteptare care ridică pad-urile. Este utilă în special pentru plăci mai groase, cupru greu și pad-uri conectate la planuri mari.