Lehimleme sırasında SMT pedlerinin kalkmasının nedenleri

Lehimleme sırasında bakır bir ped devre kartından ayrıldığında, bunun nedeni neredeyse her zaman ısı, zaman ve gerilimin bakırı laminata bağlayan bağı zayıflatmasıdır. SMT ped düşmesi , resmi olarak kalkmış alan veya kalkmış ped olarak bilinir ve çok fazla ısı veya çok fazla yeniden işleme döngüsü bu bağı zayıflattığında meydana gelir; bu durum genellikle küçük bir ped, zayıf bir laminat veya mekanik kuvvet nedeniyle daha da kötüleşir. Bu kılavuz, ped kalkmasının ardındaki gerçek faktörleri malzeme, tasarım ve işlem nedenleri olarak gruplandırarak açıklar ve bunu önlemenin pratik yollarını sunar.

Yerinden Çıkmış (Düşmüş) Bir SMD Ped Nedir?

Bir ped veya bağlantı noktası, bir bileşenin lehimlendiği bakır yamadır. Bu nokta, altındaki laminata kartın reçine sistemiyle bağlanır ve bu bağın sınırlı bir dayanımı vardır.

Yükseltilmiş araziye karşı yükseltilmiş platform

Bakır, laminattan ayrıldığında, sonuç olarak pedin yüzeyden yükseldiği bir kalkık alan oluşur veya en kötü durumda, bağlantı izini de beraberinde götürerek tamamen ayrılan bir ped meydana gelir. Her iki durumda da, elektriksel bağlantı bozulur ve kart onarılmadan kullanılamaz hale gelebilir. Bakırın kendisi nadiren arızalanır; kopan şey, karta olan bağlantısıdır.

Neden önemli

Kalkmış bir ped, montaj kabul kriterleri kapsamında bir kusur veya raporlanması gereken bir durum olarak değerlendirilir ve sahada aralıklı veya açık bağlantılara neden olabilir. Bunun ardındaki faktörleri anlamak, hem montajdan hem de daha sonraki herhangi bir yeniden işleme işleminden sağ çıkacak devre kartları üretmenin ilk adımıdır.

Yükseltilmiş Pedler: Delikli Montaj mı Yüzeye Montaj mı?

Kaldırma işlemi her iki tip pedi de etkiler, ancak geometrileri farklıdır ve risk de farklıdır.

Yüzeye monte edilen bağlantı noktaları, kaplamalı delikli bağlantı noktalarına göre daha az tutunmaya sahiptir, bu nedenle daha az zorlamayla kalkabilirler; bu yüzden iyi bir ayak izi incelemesinde bağlantı noktaları ve damla şeklindeki bağlantı noktaları çok önemlidir . Delikli bağlantı noktaları gövde tarafından daha iyi tutulur, ancak başarısız olduklarında genellikle bağlantı izini de beraberinde götürürler. Her iki durumda da savunma aynıdır: ısıyı ve zamanı yönetin ve yeterli soyulma mukavemetine sahip bir laminat üzerine inşa edin.

Pedlerin Kaldırmasının Nedenleri: Isı ve Bekleme Süresi

Hemen hemen her ped kalkması vakası tek bir mekanizmaya dayanır: bakır ve laminat arasındaki bağ, çok uzun süre çok yüksek sıcaklığa maruz kaldığında bozulur.

En önemli ilke şudur: Kısa süreli, sıcak bir temas, uzun süreli, ılık bir temastan daha az zarar verir . Bir lehimleme aletini birkaç saniye boyunca bir pedin üzerinde tutmak, daha düşük uç sıcaklığında bile, hızlı ve kararlı bir birleştirmeye kıyasla bağa çok daha fazla ısı iletir. Bakır ne kadar uzun süre sıcak kalırsa, reçine o kadar yumuşar ve bağ o kadar zayıflar, ta ki ped ayrılana kadar.

Bu nedenle teknik, ekipman kadar önemlidir. Temiz, iyi lehimlenmiş bir uç ve yeterli lehim pastası, lehimin bir iki saniyede ıslanmasını sağlar, böylece ped asla onu kaldıran uzun süreli ısıtmaya maruz kalmaz. Daha fazla lehim pastası yerine daha fazla ısı veya daha uzun bekleme süresi uygulamak, pedin kalkmasına yol açan klasik yöntemdir.

Levha Malzemesinin Ped Yapışmasını Nasıl Etkilediği

Tüm levhalar aynı derecede kaldırma direncine sahip değildir. Laminatın özellikleri, ped bağının kopmadan önce ne kadar ısıya dayanabileceğini belirler.

Bakırın soyulma mukavemeti, kalkmayı en doğrudan tahmin eden özelliktir ve standartlaştırılmış soyulma mukavemeti test yöntemleriyle doğrulanır. Uygulama için yeterli Tg ve soyulma mukavemetine sahip bir laminat seçmek, PCB üretiminde verilen bir karardır ve özellikle yüksek lehimleme sıcaklıklarına veya yeniden işleme maruz kalacak kartlar için önemlidir. Metal çekirdekli alt tabakalar üzerindeki gibi ağır bakır ve termal olarak zorlu tasarımlar burada özel dikkat gerektirir.

PCB Tasarımında Ped Kalkmasına Neden Olan Faktörler

Bir bağlantı noktasının tasarımı ve bağlantısı, lehimleme işleminden sonra dayanıp dayanmayacağını büyük ölçüde etkiler. Aynı devre kartı üzerindeki, biri sabitlenmiş diğeri izole edilmiş iki bağlantı noktası çok farklı davranabilir.

Ped boyutu ve sabitleme

İnce bir ize sahip küçük, izole bir pedin, kalkmaya karşı koyacak az miktarda yapışma alanı vardır. Pedi iç katmana bağlayan bir sabitleme noktası eklemek veya izin pedle buluştuğu yerde damla şeklindeki bağlantı noktaları kullanmak, etkili yapışmayı artırır ve soyulmaya karşı direnci artırır. Yüksek yoğunluklu düzenlerde görülen ince aralıklı ve küçük pasif tasarımlar, bu özelliklerden en çok faydalanır.

Uçaklarda ısı yalıtımı

Doğrudan geniş bir bakır döküm veya toprak düzlemine bağlanan bir pedi ısıtmak zordur, çünkü bakır ısıyı uzaklaştırır. Operatör daha sonra daha uzun süre daha fazla ısı uygular ve bu da pedlerin kalkmasına neden olur. Pedi düzleme birkaç dar bağlantı noktasıyla bağlayan termal tahliye bağlantısı, bağlantının uzun süreli ısıtmaya gerek kalmadan hızla sıcaklığa ulaşmasını sağlar.

İz yönlendirme

Hassas bir izi, parça elleçlendiğinde çekilmemesi için yönlendirmek ve pedde keskin geçişlerden kaçınmak, kaldırma işleminin mekanik bileşenini azaltır. Bu gibi iyi yerleşim ve yönlendirme seçimleri, üretim için tasarım incelemesinin aradığı özelliklerdir.

Lehimleme İşleminde Pedlerin Kalkmasına Neden Olan Faktörler

İyi malzemeden yapılmış, iyi tasarlanmış bir devre kartında bile, lehimleme işlemi yanlış yapılırsa lehim pedlerinde kalkmalar meydana gelebilir.

• Demir sıcaklığı. Çok sıcak olması yapışmayı doğrudan bozar; çok soğuk olması ise daha uzun süre bekleme süresine neden olur ve bu da pedlerin kalkmasına yol açar. Hızlıca ıslanacak şekilde ayarlayın.
• Bekleme süresi. Uzun süreli temas, başlıca sorun nedenidir. Bağlantıyı kurun ve devam edin.
• Yeniden işleme döngüleri. Her yeniden ısıtma, bağlantıyı zorlar. Birleşim yerinin yeniden işlenme sayısını sınırlayın.
• Ön ısıtma. Ütüleme yüzeyini önceden ısıtmak, termal şoku ve ütünün ütüleme yüzeyinde geçirmesi gereken süreyi azaltır.
• Kurşunsuz sıcaklıklar. Kurşunsuz alaşımlar daha yüksek sıcaklıkta erir, bu nedenle hasar oluşmadan önceki tolerans aralığı daha küçüktür ve teknik daha önemli hale gelir.

Lehim sökme işlemi özellikle risklidir, çünkü bir parçayı çıkarmak, lehim pedinin tekrar tekrar ısınması anlamına gelebilir. Doğru lehim sökme aletleri, taze lehim pastası ve mümkün olduğunca az ısı kullanmak, hem sökme hem de takma sırasında lehim pedini korur.

SMD Ped Kalkmasının Nedenleri Özeti

Yukarıdaki faktörler, hızlı bir teşhis tablosu olarak özetlenebilir.

SMD Pedlerinin Kalkmasını Nasıl Önleyebilirsiniz?

Sebepleri bir araya getirmek, kısa ve pratik bir kontrol listesi sunar.

• Hızlı lehim yapın. Temiz, sıcak bir uç ve her bir bağlantının bir iki saniyede oluşması için yeterli miktarda lehim pastası kullanın.
• Yeniden işlemeyi sınırlayın. Aynı ısıtma pedini tekrar tekrar ısıtmaktan kaçının; bağlantı yerini ilk seferde doğru olacak şekilde planlayın.
• Tahtayı önceden ısıtın. Özellikle daha büyük veya daha kalın tahtalar için ön ısıtma, ütüleme süresini kısaltır.
• Kaliteli malzeme belirtin. Beklenen lehimleme ve yeniden işleme işlemleri için yeterli Tg ve bakır soyulma mukavemetine sahip bir laminat seçin.
• Dayanıklılık için tasarlanmış pedler. Küçük bağlantı noktalarına sabitleme delikleri ve damla şeklindeki bağlantı noktaları ekleyin ve düzlemsel bağlantılara termal yalıtım uygulayın.
• Nazikçe davranın. Mekanik gerilime neden olan zorlama veya bükme işlemlerinden kaçının ve neme duyarlı devre kartlarını lehimlemeden önce fırınlayın.

Bu alışkanlıklar büyük ölçekte de fayda sağlıyor: Lehimleme sırasında lehim kalkmasını önleyen bir tasarım, otomatik lehimleme ve tutarlılığın en önemli olduğu yüksek hacimli montaj sırasındaki her türlü yeniden işleme sürecinde daha sağlam oluyor.

Kaldırılmış PCB Bağlantı Noktasını Nasıl Onarabilirsiniz?

Alınan önlemlere rağmen bir bağlantı noktası kalkarsa, bağlantı genellikle yeniden sağlanabilir, ancak onarımın da sınırları vardır.

• Bağlantıyı yeniden sabitleyin. Bileşen ucundan ize veya yakındaki bir bağlantı noktasına kısa bir jumper kablo bağlamak devreyi yeniden başlatabilir.
• Pedin sabitlenmesini sağlayın. Kısmen kalkmış bir arazi parçasını yerinde tutmak ve daha fazla hareket etmesini önlemek için yapıştırıcı veya epoksi kullanılabilir.
• Kabul edilebilir sınırları bilin. Kaldırılan bir levha, sınıfına göre montaj kabul kriterlerine göre değerlendirilir; bu nedenle yüksek güvenilirlik gerektiren işlerde, levha onarımdan sonra bile kabul edilebilir olmayabilir.

Prototip aşamasında, temiz bir jumper onarımı genellikle yeterlidir. Üretim veya yüksek güvenilirlik gerektiren devre kartlarında ise, kalkmış bir ped, bir sonraki partide aynı hatanın tekrarlanmaması için malzeme, ayak izi veya lehimleme işleminin yeniden gözden geçirilmesi gerektiğinin bir işaretidir.

Sağlam Levhalar İçin Fiyat Teklifi Alın

Lehim pedlerinin yerinden çıkması önlenebilir: hızlı lehimleme yapın, yeniden işleme sınırını belirleyin, doğru Tg ve soyulma mukavemetine sahip bir laminat seçin ve sabitleme özelliklerine sahip küçük pedler tasarlayın. Bunları doğru yaparsanız, yerinden çıkan pedler büyük ölçüde ortadan kaybolur. Highleap Electronics ve dayanıklı devre kartlarını nasıl ürettiğimiz ve monte ettiğimiz hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Lehimleme yaparken SMT bağlantı noktaları neden kalkıyor?

Çünkü ısı ve zaman, bakır pedin laminata yapışmasını sağlayan bağı zayıflatır. En yaygın tetikleyici, lehimleme aletinin ped üzerinde çok uzun süre kalmasıdır; tekrarlanan yeniden işleme, zayıf bir laminat, küçük ve izole bir ped veya hapsolmuş nem durumu daha da kötüleştirir. Kısa süreli ve sıcak lehim macunu teması bunların çoğunu önler.

Ütüleme sıcaklığı mı yoksa ütüleme süresi mi daha fazla kaldırma etkisi yaratır?

Uzun süre temas halinde kalmak genellikle daha büyük bir suçludur, ancak çok yüksek sıcaklık da yapışmayı doğrudan etkiler. Amaç, lehimleme pedinin kalkacak kadar uzun süre sıcak kalmaması için lehimleme ucunu bir veya iki saniyede birleşme yerini ıslatacak kadar ısıtmaktır. Çok soğuk lehimleme ucu ise daha uzun temas süresine neden olarak ters tepebilir.

Levha malzemesi, pedlerin kalkmasını nasıl etkiler?

Daha yüksek cam geçiş sıcaklığına sahip bir laminat, ısı altında daha az yumuşar ve daha yüksek bakır soyulma mukavemeti, pedin daha sıkı bir şekilde yapışmasını sağlar. Kötü kürlenmiş malzeme ve emilen nem çok daha kolay kalkar. Beklenen lehimleme ve yeniden işleme için yeterli Tg ve soyulma mukavemeti belirtmek riski azaltır.

Tasarım değişiklikleri pedlerin kalkmasını önleyebilir mi?

Evet. Küçük pedlere ankraj delikleri ve damla şeklindeki bağlantı noktaları eklemek, yapışma alanını artırır ve düzlemlere yapılan termal tahliye bağlantıları, uzun bekleme sürelerini zorlamak yerine bağlantıların hızlı bir şekilde ısınmasını sağlar. Bu yerleşim planı seçimleri, üretim öncesinde tasarım-üretim incelemesinin kontrol ettiği hususlardır.

Zemin düzlemlerine bağlı pedlerin kalkma olasılığı neden daha yüksektir?

Geniş bir bakır düzlem, ısıyı pedden uzaklaştırır, böylece operatör lehimin erimesi için daha uzun süre daha fazla ısı uygular; bu da pedlerin kalkmasına neden olur. Pedi düzleme birkaç dar çubukla bağlayan termal rahatlatma bağlantısı, bağlantının hızla sıcaklığa ulaşmasını sağlar ve uzun süreli ısıtmayı önler.

Kurşunsuz lehimde lehim pedlerinin kalkması daha mı yaygın?

Bu mümkün, çünkü kurşunsuz alaşımlar daha yüksek bir sıcaklıkta erir ve bağın zarar görmesinden önce daha küçük bir tolerans payı bırakır. İyi teknik, yeterli akı, ön ısıtma ve imalattan itibaren kurşunsuz sıcaklıklara uygun olarak derecelendirilmiş bir laminat, söz konusu daha yüksek ısıyı dengelemeye yardımcı olur.

Alt pedi kalkmış bir sörf tahtası yine de kullanılabilir mi?

Prototip aşamasında, bağlantıyı yeniden sağlamak için bir jumper kablosu ekleyerek ve pedi yapıştırıcıyla sabitleyerek genellikle sorun çözülebilir. Üretim veya yüksek güvenilirlik gerektiren devre kartlarında ise, kalkmış bir bağlantı noktası sınıf bazında kabul kriterlerine göre değerlendirilir ve kabul edilemez olabilir; bu nedenle malzeme, yerleşim planı veya işlemde düzeltme yapılması gerektiğine işaret eder.

Delikli bağlantı pedleri, SMT pedleriyle aynı şekilde mi kalkar?

Her ikisi de kalkabilir, ancak delikli bağlantı noktaları, delik boyunca kaplamalı gövde tarafından sabitlendiğinden, kalkmaya daha iyi direnç gösterirler; arızalandıklarında genellikle bağlantı izini de beraberlerinde çekerler. Yüzeye monte edilen bağlantı noktaları yalnızca yüzey bağlamasına dayanır, bu nedenle daha kolay kalkarlar; bu yüzden sabitleme delikleri ve damla şeklindeki yapılar yardımcı olur.

Anakartı önceden ısıtmak gerçekten işe yarıyor mu?

Evet. Ön ısıtma, tüm devre kartını lehimleme sıcaklığına doğru yükseltir, böylece havya daha az ısıyı daha kısa sürede uygular; bu da hem termal şoku hem de pedlerin kalkmasına neden olan bekleme süresini azaltır. Özellikle daha kalın devre kartları, ağır bakır ve büyük düzlemlere bağlı pedler için kullanışlıdır.