Суть явления «надгробия» при дефектах поверхностного монтажа заключается в механическом дисбалансе, вызванном несинхронным плавлением паяных соединений на обоих концах компонентов микросхемы на этапе пайки оплавлением. Когда паяльная паста на одной стороне сначала завершает смачивание и растекание при максимальной температуре и создает достаточное поверхностное натяжение, а паяльная паста на другой стороне не полностью расплавляется или плохо смачивается, растягивающее усилие на несмачиваемом конце намного меньше, чем на смачиваемом конце. Это асимметричное натяжение вертикально вытянет компонент вверх от площадки, образуя типичную позу «надгробия».
Смещение апертуры трафарета и разница в объеме паяльной пасты
Фактические измерения на производственной линии Jia Jinyuan показали, что если отклонение ширины отверстия трафарета на обоих концах компонента 0603 превышает 0,03 мм или местный износ, вызванный длительным использованием, уменьшает отверстие на одной стороне на 15 %, соответствующий объем паяльной пасты на площадке уменьшится примерно на 22 %. В тех же условиях оплавления конец с меньшим количеством паяльной пасты нагревается быстрее, но имеет недостаточное общее плавление, что делает невозможным установление эффективного смачивания, в то время как конец с достаточным количеством паяльной пасты быстро завершает образование мостиков жидкой фазы, вызывая тем самым образование надгробий. Эта разница особенно заметна, когда толщина подложки FR-4 составляет 1,6 мм и распределение медной фольги неравномерно.
Несбалансированное распределение температурных зон в печи оплавления
Фактические колебания температуры, превышающие ±2 ℃ в каждой температурной зоне внутри печи, несоответствие настроек скорости цепи и теплоемкости или локальная турбулентность потока азота — все это приведет к значительным градиентам фактической тепловой среды на обоих концах одного и того же компонента на печатной плате. Например, измеренная разница температур в 8 ℃ в определенной области в конце секции предварительного нагрева напрямую приводит к тому, что паяльная паста на краевой стороне компонента рано вступает в стадию разрушения, в то время как сторона рядом с центром все еще находится в период усадки пасты. Эта динамическая разница температур является более решающей при определении вероятности образования надгробия, чем значения настройки статической температурной зоны.
Дефекты в разводке печатной платы и конструкции термопрокладки
Когда один конец резистора 0402 подключен к медной заземляющей пластине большой площади, а другой конец подключен только к тонкой проводной дорожке, первый быстро рассеивает тепло и медленно нагревается, тогда как второй имеет небольшую теплоемкость и быстро нагревается. Даже если объем паяльной пасты полностью одинаковый, разница во времени достижения ликвидуса обоими концами все равно может превышать 1,8 секунды. Цзя Цзиньюань однажды наблюдал, как показатель «захоронения» вырос с 0,12% до 1,9% из-за таких проблем с компоновкой во время пробного производства двусторонних плат, но после перехода на изоляцию с помощью термопрокладки он упал до уровня в пределах 0,15%.
Копланарность тела компонента и отклонение давления размещения
Падение уровня вакуума в монтажном сопле на 5% или износ сопла, вызывающий наклон угла захвата компонента на 0,3°, приведет к одностороннему плаванию состояния контакта между нижней частью компонента и контактной площадкой. В настоящее время, даже если профиль оплавления идеален, паяльная паста на плавающем конце не может получить достаточное напряжение сдвига, чтобы вызвать реакцию смачивания, в то время как плотно прижатый конец предпочтительно завершает металлургическое соединение в тех же условиях. Эту микронную деформацию при размещении легко не заметить при высокоскоростном размещении, однако именно она является одним из ключевых факторов, вызывающих начало надгробия.
