Проблема теплоотвода
Тяжелая медная пластина отлично распределяет тепло. Именно поэтому она используется: она проводит ток и отводит тепло от компонентов. Во время пайки это же свойство работает против процесса — пластина отводит тепло от соединения.
На внутреннем слое толщиной 10 унций или внешнем слое толщиной 20 унций масса меди достаточно велика, чтобы ручной паяльник или короткий профиль оплавления не могли довести контактную площадку до нужной температуры. Неисправность выглядит как плохое смачивание, но на самом деле это проблема теплового баланса.
Предварительный нагрев снизу
Стандартное решение — довести всю сборку до температуры, близкой к рабочей, перед локальным нагревом:
Оплавление: более длительное время выдержки и более медленный нагрев, проверяемый профилем, измеренным на плате, а не считанным с дисплея печи.
Селективная и ручная пайка: нагревательная плита или нижний предварительный нагреватель, чтобы паяльнику нужно было добавить только последние несколько десятков градусов.
Волновая пайка: достаточный предварительный нагрев и подложка, которая не изолирует соединение от волны.
Главная ошибка, которую следует избегать, — это перегрев ламината для компенсации: слишком сильный нагрев верхней стороны приводит к отслаиванию меди или образованию пузырей на плате задолго до того, как соединение будет выполнено правильно.
Теплоотвод и сужение
Здесь сходятся проектирование и сборка. Контактная площадка, соединенная с плоскостью четырьмя узкими спицами, нагревается быстрее, чем площадка, соединенная сплошным слоем, и ее легче паять, не повреждая ламинат. Там, где контактная площадка не может иметь теплоотвод — например, сильноточный вывод — процесс сборки должен обеспечивать нагрев.
Компромисс преднамеренный: теплоотвод облегчает пайку и немного снижает пропускную способность по току; прочное соединение пропускает больший ток и требует большего нагрева.
Трафарет, паяльная паста и профиль
Площадь отверстия увеличивается на контактных площадках, соединенных с толстой медью, поэтому в соединении достаточно пасты для образования галтеля.
Форма отверстия позволяет избежать длинных узких отпечатков на широких контактных площадках, которые скорее перекрывают друг друга, чем обеспечивают отвод тепла.
Тип пасты остается в пределах допустимого диапазона; паста, выбранная для малого шага, может плохо отходить от большого отверстия.
Профиль устанавливается с учетом тепловой массы, с периодом выдержки, позволяющим плате наверстать упущенное, и пиком, остающимся в пределах допустимых параметров компонента.
Сквозные отверстия и соединительные соединения
Наихудшая проблема с нагревом возникает при запрессовке и использовании тяжелых сквозных выводов, поскольку корпус окружен медью. Селективная пайка с заданным предварительным нагревом или волновая пайка с длинным контактом более надежна, чем ручная пайка. Для запрессовки допуски отверстия и контактов имеют большее значение, чем сам припой, поскольку их нет.
Контроль качества
Рентгеновский контроль для проверки соединений, скрытых медью, оптический контроль для проверки расположения и видимых скруглений, а также поперечные сечения образца для проверки меди в стенках отверстий. Примерный тест на прочность силовых клемм преобразует «выглядит нормально» в числовое значение, которое и требуется клиенту, спрашивающему о текущей мощности.
Качество изготовления оценивается по стандарту IPC-A-610. Правила уровня платы изложены в руководстве по проектированию печатных плат с толстой медью, ограничения процесса — на странице «Платы с толстой медью», а сборочные ворота — в заметке о методах контроля.
