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PCB多层线路板组装中出现“墓碑”的原因
发布时间:2023-10-18 | 信息来源:遇见电路(深圳)有限公司当无源元件在焊锡回流过程中一端立起并“墓碑”时,这是由于焊锡对元件的润湿力不均匀所致。当器件一端的焊料在另一端之前熔化时,会导致器件向熔化或湿的一端拉的不平衡。这种现象也被称为“吊桥效应”或“曼哈顿效应”。今天PCB多层线路板厂家遇见小编带大家一起来了解下其中的原因是什么。
虽然这些不平衡可能会导致制造问题,如锡膏印刷不均匀,但在电路板进入生产之前仔细校准组装过程可以防止此类问题。墓碑的常见原因是PCB CAD结构和电路板上的路由没有遵循良好的制造设计(DFM)准则。
墓碑焊是元件和焊料沉积之间复杂的物理相互作用,因此,有多个过程控制因素需要考虑。首先,墓碑产生于三个变量:
扭矩-不同的锡膏化学成分会有不同的润湿速度。理想情况下,相对较慢的润湿速度不太容易受到回流过程中加热不均匀的影响,这容易导致焊盘之间的熔化速度不同。膏体范围较长的焊料会减慢润湿速度;另外,制造商可以混合焊料合金来降低润湿速度,这可能会导致其他生产问题。此外,更厚或更高的芯片封装有更大的墓碑倾向:随着焊料爬上引脚,其杠杆增加。薄芯片封装为湿焊提供较少的扭矩能力。
蒸汽推动-在回流温度下,锡膏中的一些溶剂将开始沸腾,并在引脚上提供向上的力。如上所述,不同的锡膏化学成分将或多或少地对墓碑工艺做出贡献。
组件漂浮-膏体沉积太厚会导致组件漂浮在熔融焊料之上;护垫之间的拉力不平衡常常导致墓碑。
回流控制也将大大有助于消除墓碑在PCBA。在焊料回流区之前的快速温度上升导致两个焊盘之间的温差,同时复合了锡膏中挥发性溶剂的汽化。因此,渐进的温度浸泡是必要的。
防止墓碑的最佳DFM实践
有三个主要的DFM领域需要关注,这将帮助您防止在PCB设计中出现墓碑。通过遵循这些建议,设计师可以更好地避免小被动部件的“墓碑”:
焊盘尺寸:如果小型无源元件的焊盘尺寸不正确,可能会影响焊点的热质量。质量较小的焊盘比较大的焊盘更容易导致焊料回流。因此,在构建CAD足迹垫时,遵循行业标准或制造商推荐的尺寸至关重要。
足迹构建:除了将焊盘构建到正确的尺寸之外,还必须确保被动部件的整个足迹是正确的。垫也需要正确的间距(垫间距)和相同尺寸的垫为两个部分引脚。同样,关键是在构建足迹时遵循行业标准和制造商的建议。
走线布线和电源平面:即使有完美的尺寸和平衡的CAD足迹,如果布线不平等,仍然可能存在焊盘之间热质量不同的风险。用细线连接一个焊盘,同时用粗线连接另一个焊盘,将在两个焊盘的热质量中产生不平衡。额外的金属将作为一个散热器,导致焊盘上的锡膏融化速度比其他的慢。在电源平面内嵌入一个衬垫就更糟糕了,因为更大的金属面积会带走更多的热量。两块板间走线应尽量平衡,直接连接金属平面时应使用热扎。
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