De 3 främsta orsakerna och motåtgärderna till brister i lödpasta vid PCB-design

Det finns flera orsaker till och åtgärder mot brister i lödpastan i en mönsterkortskonstruktion. Dessa inkluderar kalla lödfogar, felaktig placering, för mycket värme under lödning och kemiskt läckage. Här är några av de vanligaste orsakerna och hur man löser dem.

Kalla lödfogar

För att undvika att det bildas kalla lödfogar måste mönsterkortskonstruktörerna utforma mönsterkortet så att alla komponenter placeras i liknande riktningar och har bra komponentavtryck. Detta bidrar till att undvika problem med termisk obalans och asymmetri i lödfogarna. Det är också viktigt att utforma mönsterkorten så att varje komponent är placerad på en D-formad pad. Det är också viktigt att undvika att använda höga komponenter eftersom de skapar kalla zoner i mönsterkortsdesignen. Dessutom är det mer sannolikt att komponenter nära kanten av kortet blir varmare än de i mitten.

En felaktig lödfog kan bero på en mängd olika faktorer, t.ex. brist på flussmedel eller en dåligt sammanfogad fog. Ett rent arbetsområde är avgörande för en bra kvalitet på lödfogen. Det är också viktigt att återanvända lödspetsen för att förhindra oxidation.

Kemiskt läckage

Om du konstruerar mönsterkort kan du vara intresserad av att lära dig hur du undviker kemikalieläckage. Detta problem orsakas av lödkulor, som ser ut som små sfärer av löd som fäster på ytan av ett mönsterkorts laminat, resist eller ledare. På grund av den värme som alstras kan fukten nära de genomgående hålen i ett mönsterkort förvandlas till ånga och pressa ut lodet.

Lödbroar är ett annat problem som orsakas av brist på lödpasta. När lodet inte kan separeras från en ledare innan det stelnar bildas en kortslutning. Även om kortslutningarna ofta är osynliga kan de orsaka förödelse på en komponent. Flera faktorer kan orsaka detta problem, bland annat antalet stift på kretskortet, avståndet mellan stiften och inställningen i omsmältningsugnen. I vissa fall kan även en materialförändring orsaka lödbryggor.

För hög värme vid lödning

Lödpasta kan vara benägen att deformeras när den når en viss temperatur under lödningen. För hög värme under lödningen kan resultera i lödkulor och diskreta deformationer. För mycket lödpasta kan också leda till för mycket flussavgasning. Dessa faktorer kan bidra till lödkulor och deformationer i PCB-design.

Lödpasta får aldrig komma i kontakt med fukt eller luftfuktighet. Lödmasken måste vara korrekt placerad och stencilbotten bör rengöras regelbundet. Ett annat vanligt fel i mönsterkortsdesignen är den så kallade gravstenseffekten, eller "Manhattan-effekten", som orsakas av obalans i kraften under lödningen. Effekten liknar formen på en gravsten på en kyrkogård. Den representerar dock en nedlagd mönsterkortsdesign med en öppen krets.

Rengör materialet ordentligt efter borrning

Brist på lödpasta beror på att materialet inte har rengjorts ordentligt efter borrning. Lödtråden ska ha rätt temperatur och helst vara helt fuktad med pads och stift. Om lodet inte är tillräckligt fuktat kan det leda till att det bildas en lödbrygga eller andra defekter. Rätt mängd lödtenn är nödvändig för att blöta pads och pins jämnt. Om så inte är fallet kan det bildas ett metalloxidskikt på det bundna objektet. Detta kan åtgärdas genom att rengöra materialet väl och genom att använda rätt lödkolv.

Otillräckligt med lödtenn kan orsaka flera problem med kretskortet. Otillräckligt lod kan orsaka ett sandhål, en trasig linje, ett "blåshål" eller ett "hål i lödfogen". Otillräckligt med lödpasta kan också leda till att tenn avlägsnas från komponenterna. Det är viktigt att undvika sådana problem genom att följa PCB-designprocessen.

Förebyggande åtgärder

Lödbryggor uppstår när lödmetall hamnar i ett utrymme där det inte borde vara. Lödbryggor kan förhindras genom att använda större komponentledningar. När pads är för små måste lodet fukta en större yta och flöda i en mindre volym uppför ledningen. Detta resulterar i lödkulor som bildas och orsakar kortslutning. Det är viktigt att placera pads på optimala ställen och använda rätt lodpasta i lödprocessen.

Brist på lödpasta på kortet kan också leda till att komponentledningarna blir varmare än kontaktytorna eftersom komponentledningarna har mindre termisk massa och ett högre luftflöde runt dem. Genom att öka lödpastans blötläggningstid kan detta problem förebyggas och temperaturerna utjämnas i hela monteringen. Det minskar också tendensen att lodet flyter mot varmare ytor. En annan förebyggande metod är att optimera stencildesignen för att minimera mängden lodpasta på problemområden. Förutom att använda en stencil kan man också se till att komponenterna inte skadas innan de placeras, vilket kan bidra till att minska mängden lödpasta på problematiska områden. Kopparbalansering kan också användas för att jämna ut uppvärmning och kylning av kretskortet.