Haruskah saya khawatir tentang risiko nisan?

29

Seorang kolega (tampaknya tidak berhasil :-)) mencoba meyakinkan saya tentang risiko pemakaman

Tombstoning

dalam situasi berikut:

Detail PCB

Dia mengklaim pad 1 untuk R55 dan R59 akan kehilangan panas lebih cepat selama penyolderan karena mereka memiliki dua jejak pergi, sedangkan pad 2 hanya memiliki satu, dan bahwa ini akan menyebabkan tombstoning. Terus terang, saya belum pernah melihat yang seperti itu, bahkan 0402 resistor ini tergeletak rata di atas PCB. Apakah saya terlalu ceroboh?

(Jejak lebar 0,2mm)

sunting
Saya juga bisa menunjukkan 0402 bagian dengan satu bantalan yang terhubung melalui 4 jari ke tuang tembaga, yang seharusnya lebih buruk, tetapi sekali lagi tidak ada masalah apa pun.

stevenvh
sumber
1
Apa, tidak terima? :-)
Russell McMahon

Jawaban:

38

Ringkasan:

  • Prospek Tombstoning meningkat dengan berkurangnya ukuran komponen karena penurunan energi retensi dari gaya tegangan permukaan dibandingkan dengan gaya self-centering yang akan menyebabkan Tombstoneing jika terjadi ketidakseimbangan mekanis. 0402 tampaknya tentang titik di mana Anda benar-benar mulai peduli (meskipun karena kurangnya perawatan, beberapa orang mengelolanya di 0603 :-)) dan dengan 0201 itu sangat penting. Jika Anda "cukup nyata" untuk menggunakan 0201 Anda mungkin memiliki hal-hal lain yang lebih penting untuk diperhatikan!

  • Ada lebih banyak faktor yang terlibat daripada sekadar tingkat pendinginan, dan ini sangat banyak kasus "YMMV", tetapi Anda sebaiknya memperhatikan teman Anda - sementara itu tidak selalu bertanggung jawab untuk menjadi masalah besar, ada begitu banyak faktor yang jika sering terjadi dalam kasus Anda, Anda tidak akan benar-benar terkejut.

__________________________________________________

Tombstoning, dikontribusikan oleh lebih dari sekedar laju pendinginan mentah - faktor-faktor termasuk ukuran bantalan, bentuk bantalan, solder yang digunakan, kekasaran permukaan, jenis dan merek tempel, profil reflow ... dan banyak lagi.
Bahkan kadar Oksigen dan penggunaan atmosfer inert dapat membuat beberapa perbedaan.

Sangat mudah untuk sedikit memperhatikan masalah ini saat Anda turun ke 0402 dan di bawahnya sehingga mengurangi kemungkinan mengalami hari yang buruk sesudahnya. Tidak ada salahnya untuk menyadari masalah bahkan dengan 0603 komponen 'berjaga-jaga'.


Berikut ini adalah makalah yang luar biasa tentang masalah TOMBONING DARI 0402 DAN 0201 KOMPONEN: "Sebuah STUDI MENGUJI EFEK DARI BERBAGAI PROSES DAN DESAIN PARAMETER PADA ULTRA-SMALL PASSIVE DEVICES" yang mungkin memberi tahu Anda lebih daripada yang ingin Anda ketahui. Hasil didasarkan pada sampel tes yang sangat besar (48 kombinasi tes dan 50.000 sampel!). Bacaan menarik.

Berikut ini adalah kertas yang kurang bermanfaat tetapi masih menarik yang berkonsentrasi pada komposisi solder dan tempel serta mengklaim untuk menyelesaikan masalah dunia dengan formulasi yang sesuai. Pencegahan masalah batu nisan untuk perangkat chip kecil . Gagasan mereka tentang "kecil" adalah 0603 dan 0402.

Makalah ini memecahkan masalah Tombstone menekankan bahwa tidak ada penyebab tunggal atau solusi tetapi juga sangat jelas mengidentifikasi pendinginan diferensial sebagai masalah yang signifikan, dengan contoh gambar yang tidak nyaman dekat dengan Anda untuk tujuan praktis:

masukkan deskripsi gambar di sini

              Pad 2            Pad 1 
  • Mereka mengatakan: jika Pad 1 terhubung ke jejak lebar, bidang tanah, atau elemen pendingin panas lainnya. Pad 2 terhubung ke jejak yang lebih tipis atau elemen sirkuit yang kurang masif. Pad 2 sering lebih panas dari Pad 1 dan reflow sebelum Pad 1. Perbedaan suhu ini menghasilkan perbedaan waktu reflow. Ketika Pad 2 membasahi terlebih dahulu, kekuatan pembasahan dari Pad 2 mungkin cukup untuk mengatasi kekuatan dari Pad 1 menghasilkan komponen tombstoned

Buku putih Juli 2011 ini setuju dengan teman Anda. Solusi Massa Rendah untuk 0402 Tombstoning

Singkatnya dikatakan:

  • Variasi dalam komponen [karakteristik termal] harus diperhitungkan dalam geometri pad, atau tombstoning dapat terjadi. Dia juga merekomendasikan untuk memperlakukan masing-masing bantalan sebagai kelompok, dan memastikan kepadatan tembaga setiap bantalan sama (atau sangat dekat), yang berarti kedua bantalan mencapai suhu dan liquidus yang sama pada saat yang sama. Juga, kata Reno, kedua bantalan harus mencapai aliran solder ke tembaga yang terbuka pada saat yang sama, dan harus sama dalam volume solder yang diperlukan untuk mengontrol aksi kapiler.

masukkan deskripsi gambar di sini


Lebih sama

Diskusi bersih SMT - lebih banyak sama. Mengerikan :-)

http://www.circuitsassembly.com/cms/news/11404-suntron-recomends-solutions-to-0402-tombstoning-


Glosarium:

  • MD = logam ditentukan. Berhubungan dengan pad PCB. Seluruh area logam yang tersedia adalah pad tanpa batas solder mask.

  • SMD = topeng solder ditentukan. Logam melampaui area pad yang ditentukan oleh topeng solder.

  • YMMV = jarak tempuh Anda dapat bervariasi = peringatan emptor = apa yang Anda alami mungkin berbeda dengan apa yang saya alami dll. Asal USA. Ini adalah komentar masam, hampir merupakan lelucon sinis berdasarkan klaim iklan mobil AS. yaitu dalam pengujian Model kami XXX otomatis mendapat 56 mpg pada tes mengemudi siklus perkotaan - YMMV. yaitu Sementara KAMI mendapat 56 mpg, Anda mungkin tidak.

Russell McMahon
sumber
4
Jawaban yang bagus, Russell. +1
Olin Lathrop
1
Adakah yang bisa memberi tahu tolong apa yang dimaksud dengan "YMMV" dan apa yang dimaksud dengan "MD" dalam skema? Terima kasih.
Sean87
3
@Sean: Singkatan yang menjengkelkan yang digunakan orang ketika mereka berpikir semua orang seharusnya tahu apa yang mereka maksud. Saya akan mengatakan mereka adalah TLA, tetapi dalam hal ini mereka adalah singkatan karakter 4 dan 2 ;-) Inilah sebabnya mengapa singkatan tanpa mendefinisikan mereka adalah ide yang buruk, terutama pada forum internasional seperti itu, namun mereka tetap bertahan. Saya pikir YMMV seharusnya "milage Anda mungkin berbeda". MD umumnya dipahami sebagai "Dokter" di sekitar sini.
Olin Lathrop
2
MD / SMD juga baru bagi saya tetapi niat dapat dilihat pada diagram. MD = logam didefinisikan (seluruh logam adalah pad tanpa topeng yang membatasinya). SMD = topeng solder ditentukan - logam melampaui area pad yang ditentukan oleh topeng solder. // YMMV = jarak tempuh Anda dapat bervariasi = peringatan empati = apa yang Anda alami mungkin berbeda dengan apa yang saya alami dll. Ini adalah komentar masam, hampir merupakan lelucon sinis berdasarkan klaim iklan iklan AS. yaitu dalam pengujian kami Model XXX otomatis mendapat 56 mpg pada tes mengemudi perkotaan - YMMV. Lihat glosarium tambahan di akhir jawaban saya.
Russell McMahon
Sebelum ini, saya berpikir Tombstone disebabkan oleh The Undertaker!
Sean87
6

Satu-satunya kasus pemakaman yang saya lihat secara pribadi adalah papan yang dirancang oleh pelanggan sebelum saya terlibat dengan mereka. Masalahnya adalah bahwa tepi bagian dalam bantalan terlalu dekat satu sama lain. Pabrikan menunjukkan ini kepada kami, dan ada sedikit masalah pada papan selanjutnya dengan perbaikan ini. Jejak yang lebih baik ternyata dekat dengan yang direkomendasikan dalam lembar data resistor. Rupanya insinyur asli tidak pernah melihatnya, atau membuat bantalan terlalu besar untuk alasan apa pun karena dia membayangkan itu akan lebih baik. Itu adalah 0603 bagian. Tentu saja masalah ini lebih buruk untuk bagian yang lebih kecil seperti 0402.

Jika Anda tidak yakin dengan hal seperti ini, tanyakan kepada majelis. Mereka berurusan dengan jejak kaki yang baik dan buruk setiap hari dan biasanya memiliki ide bagus apa yang bisa mereka bangun dengan andal dan apa yang menyebabkan masalah.

  

Olin Lathrop
sumber
Mungkin perancang asli ingin jejak kaki agar kompatibel dengan 0402, kalau-kalau mereka akan lebih murah daripada 0603?
stevenvh
@stevenvh daripada desainer yang harus dibawa keluar dan menembak :) bercanda, jika seorang pria merancang sesuatu untuk sepersekian sen (perbedaan biaya antara 402 dan 603), ada masalah dengan bisnis itu (yaitu margin sangat rendah) ) atau insinyur benar-benar tidak berpengalaman, bijaksana atau pintar. Saya tidak dapat memikirkan alasan lain untuk membuat pembalut yang kompatibel dengan keduanya.
Frank
1
@ Jujur - saya tidak setuju. Ada banyak bisnis yang berjalan dengan baik hanya karena mereka memperhatikan setiap item biaya, betapapun kecilnya itu terlihat. Saya kira Anda tidak akan dapat lebih mengoptimalkan biaya iPhone, misalnya.
stevenvh
3

Saya berpikir bahwa seluruh titik mengikuti profil solder reflow selama fase cooldown secara khusus untuk menghindari hal semacam ini - itu memastikan bahwa semua komponen dan soldernya bergabung dengan dingin pada suhu yang stabil daripada beberapa pendinginan lebih cepat dari yang lain dengan mengatur pendinginan suhu lingkungan.

Tentu saja, jika Anda tidak menggunakan reflow maka mengendalikan suhu lingkungan sulit ...

Satu hal yang tidak diperhitungkan rekan Anda ... Karena R59 akan mendorong panas ke jalur tembaga, sebagian dari panas itu akan masuk ke R57. Beberapa panas dari R55 akan masuk ke R59, dll. Jadi perbedaan keseluruhan suhu dan pendinginan - jika komponen dipanaskan bersama dengan udara panas, misalnya - seharusnya (saya akan berpikir) menjadi minimal. Perbedaan dalam pendinginan hanya akan menjadi masalah jika lintasan mampu melepaskan panas, yang tidak akan terjadi jika lintasan sama panasnya dengan komponen dan soldernya.

Majenko
sumber