L'assemblaggio del PCB è un processo estremamente complicato, in cui la precisione è sempre essenziale. Anche la più piccola imperfezione può causare molteplici problemi all'elettronica. Esistono ancora numerosi difetti che possono influenzare negativamente il funzionamento dei PCB e la loro applicazione nell'elettronica; uno dei più diffusi è il cosiddetto “PCB tombstone” o “tombstoning”.. Ma sai di cosa si tratta?? Cosa dovresti fare per evitare questo problema? Immergiamoci per trovare la risposta.
Cos'è il Tombstone PCB?
La rimozione definitiva del PCB è comunemente nota anche come effetto Manhattan, Effetto Stonehenge, o effetto ponte levatoio, che è un difetto di saldatura che potrebbe verificarsi durante il processo di assemblaggio dei componenti a montaggio superficiale. Si chiama così perché in apparenza una parte interessata assomiglia a una lapide in un cimitero. Quando avviene la lapide, un'estremità di a componente a montaggio superficiale (spesso una parte passiva come un resistore, condensatore, eccetera.) viene tenuto sollevato dal Tampone PCB, mentre l'altra estremità rimane nella posizione saldata. Questo problema si verifica in genere su alcuni componenti SMT più piccoli. Più piccola è la dimensione, maggiore è il rischio.
7 Principali cause della rimozione definitiva del PCB
Al suo centro, il tombstone stesso è causato da uno squilibrio delle forze che agiscono sul componente durante il processo processo di saldatura. Per comprendere questo fenomeno, dobbiamo esplorare il concetto di “bagnatura” nel processo di saldatura. La bagnatura si riferisce al processo in cui la saldatura fusa forma un legame con le superfici metalliche sia del conduttore del componente che del pad PCB. In uno scenario ideale, la bagnatura avviene simultaneamente e in modo uniforme su entrambe le estremità di un componente. però, quando la bagnatura non è uniforme, può portare alla lapide. Diversi fattori possono contribuire allo squilibrio che causa la rimozione definitiva:
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Profili termici irregolari
I gradienti di temperatura all'interno del PCB possono far sì che un'estremità di un componente venga saldata prima dell'altra estremità. Ciò è causato dalla distribuzione incoerente del calore nel forno di rifusione o dai cambiamenti nelle caratteristiche termiche del Materiali della scheda PCB.
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Applicazione della pasta saldante incoerente
Quando la quantità di pasta saldante applicata al pad non è uniforme, causerà una bagnatura irregolare. Il motivo di una quantità incoerente di pasta saldante è solitamente dovuto a un design inadeguato dello stencil o a un processo di stampa della pasta saldante inadeguato.
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Problemi di progettazione del pad
Se le dimensioni dei pad non corrispondono o la disposizione dei pad non è corretta, allora è probabile che si sviluppino forze di tensione superficiale diverse. Anche con leggere differenze nelle dimensioni dei cuscinetti, è probabile che si verifichino operazioni di tombstone soprattutto quando si tratta di pezzi di piccole dimensioni.
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Geometria dei componenti
Alcune forme e dimensioni dei componenti possono essere più predisposte alla rimozione a causa delle loro caratteristiche fisiche. Per esempio, i componenti con design asimmetrico o proporzioni maggiori sono generalmente più sensibili.
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Proprietà dei materiali PCB
Fluttuazioni nel gradi o inferiore a sono in generale una delle principali cause di riscaldamento irregolare. Ciò è particolarmente vero nel caso di pannelli multistrato che presentano una densità di rame irregolare negli strati interni.
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Variazioni della finitura superficiale
Alcune finiture del PCB influenzano la bagnatura della saldatura. Livellamento convenzionale per saldatura ad aria calda (HASL) le finiture costano meno; tuttavia, causano imperfezioni superficiali che favoriscono la rimozione definitiva.
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Problemi di posizionamento dei componenti
Il disallineamento delle parti sul PCB potrebbe influenzare il processo di saldatura, che porterà ad alti rischi di lapide PCB.
L'impatto del Tombstoneing dei PCB
Mentre un componente rimosso potrebbe sembrare un problema minore, le sue conseguenze possono essere gravi e di vasta portata. Primo, influenzerebbe il funzionamento dell'intera elettronica. Quando si verifica la lapide, porta alla formazione di un circuito aperto che a sua volta porta al guasto parziale o nel peggiore dei casi totale del dispositivo. Secondo, anche se un componente rimosso mantiene un certo contatto, può portare a connessioni intermittenti, con conseguente prestazione inaffidabile nel tempo. Scorso, rilevare e rielaborare la rimozione definitiva del PCB non è un lavoro facile che aumenterà i costi e i tempi di produzione.
Come prevenire la rimozione definitiva del PCB?
per fortuna, Esistono diverse strategie che i progettisti e i produttori di PCB possono adottare per ridurre al minimo il rischio di rimozione definitiva:
- Ottimizza il design del pad: Progettare il pad con dimensioni coerenti e assicurarsi che abbiano una spaziatura adeguata per ottenere una buona bagnatura della saldatura.
- Ottimizzare il profilo di riflusso: Durante il processo di saldatura, è importante controllare la velocità di riscaldamento e raffreddamento per mantenere l'equilibrio termico.
- Migliora l'applicazione della pasta saldante: Utilizza stencil di alta qualità e ottimizza il processo di stampa per una deposizione uniforme della pasta.
- Considerare l'orientamento dei componenti: Disporre i componenti sul forno di rifusione in una posizione lungo la direzione di movimento del pannello per garantire un riscaldamento uniforme.
- Utilizzare finiture PCB appropriate: Per quei piccoli componenti SMT soggetti a rimozione definitiva, sarebbe meglio scegliere finiture come ENIG, stagno di immersione, o OSP che possono fornire superfici più uniformi.
Ulteriori letture: 8 Finiture superficiali comuni dei PCB: Come scegliere quello giusto?
- Perfezionare il posizionamento dei componenti:Assicurati che tutti i componenti siano assemblati con elevata precisione utilizzando macchine pick-and-place avanzate.
- Ottimizza il layout del PCB: Negli strati interni, concentrarsi sulla distribuzione del rame per rendere uniforme la distribuzione del calore. I passaggi termici e i getti di rame bilanciati aiuteranno con la distribuzione del calore nella scheda.
Conclusione
La rimozione definitiva dei PCB è ancora un problema riscontrato da molte aziende produttrici di elettronica. Con miniaturizzazione dei dispositivi e numero elevato di circuiti, le soluzioni a questo problema sono importanti. Comprendendo le cause della rimozione definitiva dei PCB e le misure corrispondenti, l'incidenza delle lapidi può essere prevenuta o almeno ridotta notevolmente dai produttori.
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