3 hlavní příčiny a protiopatření nedostatků pájecí pasty při návrhu DPS

Existuje několik příčin a opatření proti nedostatkům pájecí pasty v návrhu desek plošných spojů. Patří mezi ně studené pájecí spoje, nepřesné umístění, přílišné teplo při pájení a únik chemických látek. Zde jsou uvedeny některé z nejčastějších příčin a způsoby jejich řešení.

Pájení spojů za studena

Aby se zabránilo vzniku studených pájecích spojů, musí návrháři DPS navrhnout DPS tak, aby všechny součástky byly umístěny v podobné orientaci a měly dobré otisky součástek. To pomáhá vyhnout se problémům s tepelnou nevyvážeností a asymetrií pájecích spojů. Důležité je také navrhovat desky plošných spojů tak, aby každá součástka byla umístěna na podložce ve tvaru písmene D. Důležité je také vyhnout se použití vysokých součástek, protože vytvářejí studené zóny v návrhu DPS. Kromě toho je pravděpodobnější, že se součástky v blízkosti okrajů desky zahřejí více než ty uprostřed.

Vadný pájecí spoj může být důsledkem různých faktorů, včetně nedostatku tavidla nebo špatně spojeného spoje. Pro dobrou kvalitu pájecího spoje je zásadní čistý pracovní prostor. Důležité je také opětovné pocínování pájecího hrotu, aby se zabránilo oxidaci.

Únik chemických látek

Pokud navrhujete desky plošných spojů, možná vás bude zajímat, jak se vyhnout úniku chemických látek. Tento problém způsobují pájecí kuličky, které se projevují jako malé kuličky pájky, jež ulpívají na povrchu laminátu, rezistu nebo vodiče DPS. Vlivem vzniklého tepla se může vlhkost v blízkosti průchozích otvorů v desce plošných spojů změnit na páru a vytlačit pájku.

Dalším problémem způsobeným nedostatkem pájecí pasty je přemostění pájky. Když se pájka nemůže oddělit od vodiče před jeho ztuhnutím, vytvoří zkrat. I když jsou zkraty často neviditelné, mohou způsobit na součástce spoušť. Tento problém může způsobit několik faktorů, včetně počtu vývodů na desce plošných spojů, vzdálenosti mezi nimi a nastavení přetavovací pece. V některých případech může přemostění pájky způsobit také změna materiálů.

Příliš velké teplo při pájení

Pájecí pasta může být náchylná k deformacím, když během pájení dosáhne určité teploty. Příliš vysoká teplota při pájení může vést ke vzniku kuliček pájky a diskrétním deformacím. Příliš velké množství pájecí pasty může také vést k přílišnému odplynění tavidla. Tyto faktory mohou přispívat ke vzniku kuliček pájky a deformacím při návrhu desek plošných spojů.

Pájecí pasta by nikdy neměla přijít do styku s vlhkostí nebo vlhkostí. Pájecí maska musí být správně umístěna a spodní část šablony by se měla pravidelně čistit. Další častou chybou při návrhu desek plošných spojů je tzv. efekt náhrobního kamene nebo "Manhattanův efekt", který je způsoben nevyvážeností sil při pájení. Tento efekt připomíná tvar náhrobku na hřbitově. Představuje však nefunkční návrh desky plošných spojů s otevřeným obvodem.

Správné čištění materiálu po vrtání

Nedostatek pájecí pasty je důsledkem nesprávného čištění materiálu po vrtání. Pájecí drát by měl mít správnou teplotu a v ideálním případě by měl být zcela smočen s podložkami a kolíky. Není-li pájecí pasta dostatečně smáčena, může to vést ke vzniku pájecího můstku nebo jiných vad. Pro rovnoměrné smáčení plošek a vývodů je nutné správné množství pájky. Pokud tomu tak není, může se na spojovaném objektu vytvořit vrstva oxidu kovu. To lze napravit dobrým očištěním materiálu a použitím správné páječky.

Nedostatečné množství pájky může způsobit několik problémů s deskou plošných spojů. Nedostatečné množství pájky může způsobit vznik pískové díry, přerušené linie, "díry po pájce" nebo "prázdného pájecího spoje". Nedostatečné množství pájecí pasty může také vést k odstranění cínu ze součástek. Těmto problémům je nutné se vyhnout dodržováním postupu návrhu desky plošných spojů.

Preventivní opatření

K přemostění pájky dochází, když se pájka dostane do prostoru, kam by neměla. Pájecímu můstku lze zabránit použitím větších vývodů součástek. Když jsou podložky příliš malé, pájka musí smáčet větší plochu a stékat menším objemem po vodiči. To vede ke vzniku pájecích kuliček, které způsobují zkraty. Je důležité umístit plošky na optimální místa a při pájení používat správnou pájecí pastu.

Nedostatek pájecí pasty na desce může také způsobit, že vývody součástek jsou teplejší než podložky, protože vývody součástek mají menší tepelnou hmotnost a proudí kolem nich větší množství vzduchu. Prodloužení doby namáčení pájecí pasty tomuto problému zabrání a vyrovná teploty v celé sestavě. Sníží se také tendence pájky stékat směrem k teplejším povrchům. Další metodou prevence je optimalizace návrhu šablony, aby se minimalizovalo množství pájecí pasty na problémových místech. Kromě použití šablony může ke snížení množství pájecí pasty v problematických oblastech přispět i zajištění toho, aby součástky nebyly před umístěním poškozeny. K vyrovnání zahřívání a chlazení desky plošných spojů lze také použít vyvažování mědi.