Технология поверхностного монтажа сегодня является основной при изготовлении микроэлектронной продукции. За счет наличия внешних и внутренних слоев токопроводящего материала и минимизации компонентов удается добиться высокой плотности их размещения на печатной плате и, следовательно, уменьшить размеры конечного изделия. Однако, при монтаже ПП таким способом возникает множество проблем, которые необходимо решить. В этой статье рассмотрим основные из них.
Недостаточный отступ токопроводящего слоя от края. Печатные платы для поверхностного монтажа содержат внешние и внутренние слои токопроводящего материала (меди). Чтобы металл не подвергался коррозии, его покрывают защитным слоем. Проблема возникает, если токопроводящий слой покрывает всю поверхность платы. Со временем на ее краях возникают сколы, и защитное покрытие в этих местах нарушается, обнажая металл, который начинает подвергаться коррозии. Чтобы этого не произошло, рекомендуется оставить между токопроводящими слоями и краем ПП отступ (минимальная ширина для внешних – 0,01 дюйма, для внутренних – 0,015 дюйма). Его можно указать в проектной документации (DRC), чтобы не возвращаться к этому вопросу при последующем проектировании печатных плат.
Сниженная механическая прочность SMT-компонентов. В поверхностном монтаже электронные компоненты припаиваются к контактным площадкам печатной платы. Это позволяет размещать их более плотно и использовать обе стороны ПП, минимизируя конечное изделие. Однако, установленные таким способом компоненты менее устойчивы к механическим нагрузкам, чем смонтированные сквозным монтажом. Решить эту проблему можно, комбинируя на одной плате компоненты для сквозного и поверхностного монтажа, а также используя паяльные анкеры THR.
Высокая платность компонентов. Это одновременно и преимущество, и сложность технологии поверхностного монтажа. С одной стороны, она минимизирует размеры электронной продукции и повышает ее эффективность. С другой – повышает требования к точности проектирования ПП, размещения на ней компонентов, нанесения припоя и т. д. Из-за близкого расположения контактных площадок и выводов компонентов друг к другу возрастает риск образования дефектов пайки – например, «мостов» припоя, нарушающих электрическую цепь. Решить эту проблему можно только более тщательным проектированием ПП, а также внедрением технологий автоматизированного оптического контроля, усовершенствованных методов пайки, более качественных расходных материалов (флюсов, припоев и т. д.).
Чувствительность компонентов. Электронные компоненты, используемые в современной промышленности, чувствительны к высоким механическим и термическим нагрузкам, а также к статическому электричеству. Особенно это касается компонентов для поверхностного монтажа, которые из-за небольших размеров корпусов и выводов быстро нагреваются, что приводит к их выходу из строя. Также из-за малых размеров паяных соединений они подвержены разрушению при ударах и вибрациях. Решить проблему позволяет более тщательное проектирование электрических схем, внедрение новых термопрофилей, легкоплавких припоев.
Деформация печатной платы. Такая проблема чаще всего возникает во время пайки компонентов на печатной плате. Причина – неравномерный или чрезмерный нагрев ПП и компонентов, вызванный дефектами самой подложки или неправильно подобранным температурным профилем пайки. Также деформацию ПП может вызвать неравномерное распределение компонентов по площади, вызывающее разную весовую нагрузку на различные участки платы. Решение проблемы – использование оптимальных температурных режимов пайки и качественных ПП, а также тщательное проектирование электрической схемы.
Низкое качество соединения. При пайке электронных компонентов жидкий припой смачивает поверхности контактной площадки и вывода, а при охлаждении образует паяное соединение. Из-за нарушения технологии и/или использования некорректно подобранной паяльной пасты, присутствия загрязнений на соединяемых поверхностях состав застывает с различными дефектами – например, образует выпуклый мениск вместо вогнутого, становится пористым и хрупким. Для решения этой проблемы нужно правильно выбирать паяльную пасту и ее дозировку, осуществлять предварительную очистку платы от загрязнений, использовать флюсы.
Подавляющее большинство этих проблем можно избежать, используя качественное оборудование, комплектующие и расходные материалы. Найти их вы можете на сайте компании «СМТтех» - мы поставляем товары от ведущих поставщиков промышленной техники для электронного производства.