Lápide PCB: O que é e como evitá-lo?

A montagem de PCB é um processo altamente complicado, em que a precisão é sempre essencial. Mesmo a menor imperfeição pode resultar em vários problemas na eletrônica. Ainda existem vários defeitos que podem afetar negativamente o funcionamento dos PCBs e sua aplicação na eletrônica; um dos mais difundidos é a chamada “lápide PCB” ou “lápide. Mas você sabe o que é? O que você deve fazer para evitar esse problema? Vamos mergulhar para encontrar a resposta.

O que é lápide PCB?

A lápide do PCB também é comumente conhecida como efeito Manhattan, Efeito Stonehenge, ou efeito ponte levadiça, que é um defeito de soldagem que provavelmente ocorrerá durante o processo de montagem dos componentes de montagem em superfície. É denominado assim porque uma parte afetada se parece com uma lápide em um cemitério.. Quando a lápide acontece, uma extremidade de um componente de montagem em superfície (muitas vezes uma parte passiva, como um resistor, capacitor, etc.) é mantido levantado do Almofada PCB, enquanto a outra extremidade permanece na posição soldada. Este problema geralmente ocorre em alguns componentes SMT menores. Quanto menor o tamanho, quanto maior o risco.

7 Principais causas para lápide de PCB

Em seu núcleo, A própria marcação para exclusão é causada por um desequilíbrio nas forças que atuam no componente durante o processo de soldagem. Para entender esse fenômeno, precisamos explorar a ideia de “umedecer” no processo de soldagem. Umedecimento refere-se ao processo em que a solda derretida forma uma ligação com as superfícies metálicas do terminal do componente e da almofada do PCB. Em um cenário ideal, a umectação ocorre simultânea e uniformemente em ambas as extremidades de um componente. Contudo, quando a molhagem é irregular, isso pode levar à lápide. Vários fatores podem contribuir para o desequilíbrio que causa a exclusão:

1. Perfis térmicos irregulares

Gradientes de temperatura dentro do PCB podem fazer com que uma extremidade de um componente seja soldada antes da outra extremidade. Isso é causado pela distribuição inconsistente de calor no forno de refluxo ou pelas alterações nas características térmicas do forno. Materiais de placa PCB.

2. Aplicação inconsistente de pasta de solda

Quando a quantidade de pasta de solda aplicada à almofada é inconsistente, isso causará umedecimento irregular. A razão para a quantidade inconsistente de pasta de solda geralmente é devido ao design inadequado do estêncil ou ao processo de impressão inadequado da pasta de solda..

3. Problemas de design de almofada

Se os tamanhos dos pads forem incompatíveis ou os layouts dos pads não estiverem corretos, então é provável desenvolver diferentes forças de tensão superficial. Mesmo com pequenas diferenças nas dimensões das almofadas, é provável que ocorra a lápide, especialmente quando se trata de peças pequenas.

4. Geometria do componente

Algumas das formas e dimensões dos componentes podem ser mais propensas à exclusão devido às suas características físicas. Por exemplo, componentes com designs assimétricos ou proporções maiores são geralmente mais sensíveis.

5. Propriedades dos materiais PCB

Flutuações em condutividade térmica em geral são uma das principais causas do aquecimento irregular. Isto é especialmente verdadeiro no caso de placas multicamadas que possuem densidade de cobre irregular nas camadas internas..

6. Variações de acabamento de superfície

Alguns dos acabamentos do PCB influenciam a umectação da solda. Nivelamento convencional de solda por ar quente (HASL) acabamentos são mais baratos; Contudo, eles causam imperfeições superficiais que promovem a lápide.

7. Problemas de posicionamento de componentes

O desalinhamento das peças no PCB afetaria o processo de soldagem, o que levará a altos riscos de lápide de PCB.

O impacto da lápide de PCB

Embora um componente marcado para exclusão possa parecer um problema menor, suas consequências podem ser graves e de longo alcance. Primeiro, isso afetaria a função de toda a eletrônica. Quando ocorre a lápide, leva à formação de um circuito aberto que, por sua vez, leva à falha parcial ou, no pior dos casos, completa do dispositivo. Segundo, mesmo que um componente marcado para exclusão mantenha algum contato, pode levar a conexões intermitentes, resultando em desempenho não confiável ao longo do tempo. Último, detectar e retrabalhar a lápide de PCB não é uma tarefa fácil que aumentará os custos e o tempo de fabricação.

Como prevenir a lápide do PCB?

Felizmente, existem várias estratégias que os projetistas e fabricantes de PCB podem empregar para minimizar o risco de exclusão:

• Otimize o design da almofada: Projetar a almofada com tamanhos consistentes e certificar-se de que tenham espaçamento adequado para obter um bom umedecimento da solda.
• Ajuste o perfil de refluxo: Durante o processo de soldagem, é importante controlar as taxas de aquecimento e resfriamento para manter o equilíbrio térmico.
• Melhorar a aplicação de pasta de solda: Use estênceis de alta qualidade e otimize o processo de impressão para deposição uniforme de pasta.
• Considere a orientação dos componentes: Coloque os componentes do forno de refluxo em uma posição ao longo da direção de movimento da placa para garantir aquecimento igual.
• Use acabamentos de PCB apropriados: Para aqueles pequenos componentes SMT que são propensos a serem marcados para exclusão, seria melhor escolher acabamentos como ENIG, estanho de imersão, ou OSP que pode fornecer superfícies mais uniformes.

Leitura adicional: 8 Acabamentos de superfície de PCB comuns: Como Escolher o Certo?

• Refinar o posicionamento dos componentes:Certifique-se de que todos os componentes sejam montados com alta precisão, utilizando máquinas avançadas de coleta e colocação.
• Otimize o layout do PCB: Nas camadas internas, concentre-se na distribuição de cobre para tornar a distribuição de calor uniforme. Vias térmicas e vazamentos de cobre balanceados ajudarão na distribuição de calor em sua placa.

Conclusão

A lápide de PCB ainda é um problema que muitas empresas fabricantes de eletrônicos encontram. Com miniaturização de dispositivos e grande número de circuitos, soluções para este problema são importantes. Ao compreender as causas da lápide do PCB e as medidas correspondentes, incidências de lápides podem ser evitadas ou pelo menos reduzidas grandemente pelos fabricantes.

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