熱の問題
厚銅のベタ層は優れた熱拡散体です。だからこそ存在し、電流を運び部品から熱を引き出します。はんだ付け中は同じ性質が工程に逆らい、ベタ層が接合部から熱を奪います。
10 ozの内層や20 ozの外層では、銅の質量が大きく、手ごてや短いリフロープロファイルではパッドを温度にできません。不良は濡れ不良に見えますが、熱収支の問題です。
下から予熱する
標準的な答えは、局所熱を加える前に実装品全体を工程温度に近づけることです。
- リフロー： より長いソークと緩やかなランプ。オーブン表示ではなく基板上で測ったプロファイルで確認します。
- 選択・手はんだ： ホットプレートや下面予熱で、こては最後の数十度を足すだけで済むようにします。
- ウェーブはんだ： 十分な予熱と、接合部をウェーブから断熱しないパレット。
避けるべき故障モードは、補償のための積層材の過熱です。上面の熱が多すぎると、接合部が整うずっと前に銅が浮くか基板がブリスタします。
サーマルリリーフとネックダウン
設計と実装がここで出会います。4本の細いスポークでベタ層に接続したパッドは、全面ベタで接続したものより速く温まり、積層材を傷めずにはんだ付けしやすいです。リリーフを設けられないパッド——たとえば大電流端子——では、実装工程が熱を供給せねばなりません。
トレードオフは意図的です。リリーフははんだ付けを容易にし電流容量をわずかに下げ、ベタ接続はより多くの電流を運びより多くの熱を要求します。
ステンシル、ペースト、プロファイル
- 開口面積 は厚銅に接続したパッドで増やし、フィレットを作る十分なペーストを与えます。
- 開口形状 は広いパッドを横切る細長い印刷を避け、ブリッジせずに離すようにします。
- ペースト種 は認定窓内に保ち、微細ピッチ向けのペーストは大きな開口からうまく離れないことがあります。
- プロファイル は熱容量に合わせ、基板が追いつくソークと、部品定格内に収まるピークを設定します。
スルーホールとコネクタの接合部
プレスフィットと厚銅のスルーホール端子は、バレルが銅に囲まれるため熱の問題が最悪です。定義された予熱を伴う選択はんだ、または長い接触のウェーブが手ごてより信頼できます。プレスフィットでははんだがないため、穴とピンの公差がはんだより重要です。
検査
銅が隠す接合部はX線、配置と見えるフィレットはAOI、穴壁の銅はクーポンの断面で確認します。パワー端子のサンプル引張試験が「問題なさそう」を数値に変え、電流容量を尋ねる顧客が実際に必要とするものです。
作業品質はIPC-A-610で判定します。基板レベルのルールは厚銅設計ガイドに、工程限界値は厚銅プリント基板ページに、実装ゲートは検査の記事に記載しています。
