A NYÁK-tervezés és -gyártás folyamatában a mérnököknek nemcsak a NYÁK-gyártás során előforduló baleseteket kell megelőzniük, hanem a tervezési hibákat is el kell kerülniük. Ez a cikk összefoglalja és elemzi ezeket a gyakori NYÁK-problémákat, remélve, hogy segítséget nyújt mindenki tervezési és gyártási munkájában.

1. probléma: NYÁK-lap rövidzárlat
Ez a probléma az egyik leggyakoribb hiba, amely közvetlenül a NYÁK-lap működésképtelenségét okozza, és ennek számos oka lehet. Elemezzük őket egyenként.

A NYÁK rövidzárlatának leggyakoribb oka a forrasztópárna nem megfelelő kialakítása. Ilyenkor a kerek forrasztópárna ovális alakúra alakítható, hogy növelje a pontok közötti távolságot és elkerülje a rövidzárlatot.

A NYÁK-alkatrészek irányának nem megfelelő kialakítása a panel rövidzárlatát és működésképtelenségét is okozhatja. Például, ha a SOIC lába párhuzamos az ónhullámmal, könnyen rövidzárlat keletkezhet. Ilyenkor az alkatrész iránya megfelelően módosítható, hogy merőleges legyen az ónhullámra.

Van egy másik lehetőség is, ami a NYÁK rövidzárlatát okozhatja, mégpedig az automatikus dugaszolható hajlított láb. Mivel az IPC előírja, hogy a tű hossza kevesebb, mint 2 mm, és fennáll az aggodalom, hogy az alkatrészek leesnek, ha a hajlított láb szöge túl nagy, könnyen rövidzárlatot okozhat, és a forrasztási kötésnek több mint 2 mm távolságra kell lennie az áramkörtől.

A fent említett három okon kívül számos más tényező is okozhat rövidzárlatos hibákat a NYÁK-lapon, például a túl nagy szubsztrátfuratok, a túl alacsony ónkemence-hőmérséklet, a lap rossz forraszthatósága, a forrasztómaszk meghibásodása, valamint a lap felületének szennyeződése, amelyek viszonylag gyakori hibák okai. A mérnökök összehasonlíthatják a fenti okokat a hiba előfordulásával, hogy azokat egyenként kiküszöbölhessék és ellenőrizhessék.

2. probléma: Sötét és szemcsés érintkezők jelennek meg a NYÁK panelen
A NYÁK-on megjelenő sötét színű vagy apró szemcsés illesztések problémája főként a forrasztóanyag szennyeződésének és az olvadt ónban lévő túlzott mennyiségű oxidnak köszönhető, amelyek a forrasztási kötés szerkezetét túl rideggé teszik. Vigyázz, ne keverd össze az alacsony óntartalmú forrasztóanyag által okozott sötét színnel.

A probléma másik oka, hogy a gyártási folyamatban használt forrasztóanyag összetétele megváltozott, és a szennyeződéstartalom túl magas. Tiszta ón hozzáadása vagy a forrasztóanyag cseréje szükséges. Az üvegfestés fizikai változásokat okoz a szálak felépítésében, például rétegek közötti elválást. De ez a helyzet nem a rossz forrasztási kötéseknek köszönhető. Az ok az, hogy az aljzat túl magasra van hevítve, ezért csökkenteni kell az előmelegítés és a forrasztás hőmérsékletét, vagy növelni kell az aljzat forrasztási sebességét.

Harmadik probléma: A NYÁK forrasztási pontjai aranysárgává válnak
Normál körülmények között a NYÁK-lapon lévő forrasztóanyag ezüstszürke, de időnként aranyszínű forrasztási helyek jelennek meg. Ennek a problémának a fő oka a túl magas hőmérséklet. Ilyenkor csak az ónégető kemence hőmérsékletét kell csökkenteni.

4. kérdés: A rossz táblát a környezet is befolyásolja
Magának a NYÁK-nak a szerkezete miatt a NYÁK-ot könnyű károsítani kedvezőtlen környezetben. A szélsőséges vagy ingadozó hőmérséklet, a túlzott páratartalom, a nagy intenzitású rezgés és egyéb körülmények mind olyan tényezők, amelyek a NYÁK teljesítményének csökkenését vagy akár selejtezését okozhatják. Például a környezeti hőmérséklet változása a NYÁK deformálódásához vezethet. Ennek következtében a forrasztási kötések tönkremehetnek, a NYÁK alakja meghajolhat, vagy a NYÁK-on lévő rézvezetékek eltörhetnek.

Másrészt a levegőben lévő nedvesség oxidációt, korróziót és rozsdásodást okozhat a fémfelületeken, például a szabadon lévő rézvezetékeken, forrasztási pontokon, betéteken és alkatrészvezetékeken. A szennyeződés, por vagy törmelék felhalmozódása az alkatrészek és áramköri kártyák felületén szintén csökkentheti a légáramlást és az alkatrészek hűtését, ami a NYÁK túlmelegedését és teljesítményromlását okozhatja. A rezgés, leejtés, ütés vagy a NYÁK hajlítása deformálja azt és repedést okoz, míg a nagy áramerősség vagy túlfeszültség a NYÁK meghibásodását vagy az alkatrészek és az útvonalak gyors öregedését okozhatja.

Ötödik probléma: NYÁK-szakadás
Amikor a vezetőszál elszakad, vagy amikor a forrasztás csak a forrasztópadon van, és nem az alkatrész kivezetésein, akkor szakadás keletkezhet. Ebben az esetben nincs tapadás vagy kapcsolat az alkatrész és a NYÁK között. A rövidzárlatokhoz hasonlóan ezek is előfordulhatnak gyártás, hegesztés és egyéb műveletek során. Az áramköri lap rezgése vagy nyújtása, leejtése vagy más mechanikai deformációs tényezők tönkreteszik a vezetőszálakat vagy a forrasztott kötéseket. Hasonlóképpen, a vegyi anyagok vagy a nedvesség a forrasztó- vagy fém alkatrészek kopását okozhatja, ami az alkatrész kivezetéseinek töréséhez vezethet.

Hatodik probléma: laza vagy rosszul elhelyezett alkatrészek
Az újraömlesztési folyamat során apró alkatrészek úszhatnak az olvadt forraszanyagon, és végül elhagyhatják a cél forrasztási kötést. Az elmozdulás vagy dőlés lehetséges okai közé tartozik az alkatrészek rezgése vagy pattogása a forrasztott NYÁK-lapon az elégtelen áramköri laptámasz, az újraömlesztő kemence beállításai, a forrasztópaszta problémák és az emberi hiba miatt.

Hetedik probléma: hegesztési probléma
A rossz hegesztési gyakorlatok által okozott problémák közül néhány a következő:

Zavart forrasztási kötések: A forrasztóanyag külső zavaró tényezők miatt elmozdul a megszilárdulás előtt. Ez hasonló a hideg forrasztási kötésekhez, de az ok más. Újramelegítéssel korrigálható, és biztosítható, hogy a forrasztási kötéseket lehűléskor ne zavarja a külső behatás.

Hideghegesztés: Ez a helyzet akkor fordul elő, amikor a forrasztóanyag nem olvad meg megfelelően, ami durva felületeket és megbízhatatlan csatlakozásokat eredményez. Mivel a túlzott forrasztóanyag megakadályozza a teljes olvadást, hidegforrasztási kötések is előfordulhatnak. A megoldás a kötés újramelegítése és a felesleges forrasztóanyag eltávolítása.

Forrasztóhíd: Ez akkor fordul elő, amikor a forrasztópánt keresztezi és fizikailag összekapcsol két vezetéket. Ezek váratlan csatlakozásokat és rövidzárlatokat okozhatnak, ami az alkatrészek kiégését vagy a vezetékek kiégését okozhatja túl nagy áramerősség esetén.

Pad: az ólom vagy az ólom nem megfelelő nedvesítése. Túl sok vagy túl kevés forrasztóanyag. Túlmelegedés vagy durva forrasztás miatt kiálló padok.

Nyolcadik probléma: emberi hiba
A NYÁK-gyártás hibáinak nagy részét emberi hiba okozza. A legtöbb esetben a helytelen gyártási folyamatok, az alkatrészek helytelen elhelyezése és a szakszerűtlen gyártási specifikációk az elkerülhető termékhibák akár 64%-át is okozhatják. A hibák kialakulásának valószínűsége az áramkör bonyolultságával és a gyártási folyamatok számával növekszik a következő okok miatt: sűrűn csomagolt alkatrészek; több áramköri réteg; finom kábelezés; felületi forrasztási alkatrészek; táp- és földelő síkok.

Bár minden gyártó vagy összeszerelő abban reménykedik, hogy a gyártott NYÁK-lap hibátlan, mégis számos tervezési és gyártási folyamatbeli probléma okoz folyamatos NYÁK-lap problémákat.

A tipikus problémák és eredmények a következők: a rossz forrasztás rövidzárlatokat, szakadást, hidegforrasztási kötéseket stb. okozhat; a panel rétegeinek rossz illesztése rossz érintkezést és gyenge általános teljesítményt eredményezhet; a rézvezetékek rossz szigetelése vezetékekhez és nyomokhoz vezethet Ív keletkezése a vezetékek között; ha a rézvezetékek túl szorosan vannak elhelyezve az átvezető furatok között, fennáll a rövidzárlat veszélye; az áramköri lap elégtelen vastagsága hajlítást és törést okozhat.