pcb立碑什么意思如何防止pcb立碑現象發生

今天主要是關于：PCB立碑效應、PCB立碑現象分析、如何防止PCB立碑現象以及解決辦法。

一、什么是PCB立碑效應？

立碑效應通常會影響表面貼裝無源元件，例如電阻、電容和電感，在焊接過程中，元件的一端從PCB的焊盤上抬起。

PCB立碑效應組件的最終角度可能是幾度-九十度不等，不管這個角度多大，最終結果都是其中一個組件端子未焊接到PCB焊盤，并產生開路。 ?

二、PCB立碑現象分析

立碑現象是MLCC與PCB焊接過程中，MLCC的一端離開焊接區域，傾斜或直立。主要原因是?MLCC 在焊接過程中兩端潤濕力不平衡。產生潤濕力不平衡的主要因素有： 1、MLCC兩端不能同時熔化。 2、焊盤設計不合理。根據機械機理，建議保持MLCC表面清潔，注意焊盤設計合理，避免焊膏活性減弱，保證MLCC兩端熔化。該措施可有效防止立碑現象，在實際生產中取得了良好的效果。焊接前，片式多層陶瓷電容（MLCC）的兩端用焊膏和板焊盤臨時定位。當焊接成功完成后，它們就成為組裝電路板的一部分。一旦熔錫時兩端潤濕不均勻，兩端產生的不均勻表面張力就會導致其中一端從基板上滑落，或者整個MLCC起翹甚至立起。形似立碑，通常稱為立碑現象，有時也稱為吊橋現象。這種現象直接影響印制電路板和整機的質量和可靠性。同時也會增加廠家返修率，增加成本。

三、導致PCB立碑的原因及解決辦法

走線焊盤問題

PTH靠近焊盤

連接到大銅區域的焊盤

焊盤內過孔

焊盤的形狀和位置

組件下的圖例

1、走線焊盤問題現象：連接有多個走線的焊盤比連接單個走線的焊盤散熱更快但潤濕過程將在不同的時間完成，就可能會導致立碑現象。避免一個焊盤有多個走線而另一個焊盤只有一個走線，同一個組件的焊盤有不同的走線寬度，也避免同一個組件的焊盤有不同的走線寬度。下面圖一為通用的布局，圖二為推薦的布局。

通用布局

建議代替的布局當焊盤連接到電源或GND時，如下圖所示，使用較大的走線是很常見的，但是會導致具有較大走線的焊盤的潤濕過程在具有較細走線的焊盤之前完成，并可能導致立碑現象。

焊盤連接到電源或GND 解決辦法：下面顯示了2種解決方案，目的是使組件的每個焊盤的走線寬度相同，需要考慮的重要一點是，在寬度變化之前，此統一走線寬度必須距離焊盤邊緣至少0.25毫米，以幫助保持潤濕過程同步。

2、PTH靠近焊盤現象：任何PTH（電鍍通孔），包括焊盤太近的過孔，都會在潤濕過程中更快地散熱。元件焊盤邊緣與實際孔的邊緣至少有0.25mm的距離。此外，如果PTH離元件焊盤太近而無法確保可靠的阻焊層，則焊料會流入孔中（稱未芯吸或焊料溢出）。下圖顯示了PTH離元件焊盤太近的布局：

PTH離元件焊盤太近的布局下圖圖顯示 PTH 從焊盤邊緣到孔邊緣的最小距離為 0.25mm。

PTH 從焊盤邊緣到孔邊緣的最小距離為 0.25mm 解決方案 1）使用盤中孔，有助于減少焊盤的銅面積，但是盤中孔工藝本身會散熱。

使用盤中孔 2）更可靠的解決方案是將過孔從元件焊盤邊緣移至過孔邊緣至少0.25mm。

將過孔從元件焊盤邊緣移至過孔邊緣至少0.25mm 3、連接到大銅區域的焊盤現象：較大的銅區域充當散熱器，但如下圖所示，將元件焊盤連接到一個元件焊盤可能會導致立碑效應。

連接到大銅區域的焊盤

連接到大銅區域的焊盤解決方法：確保將大小相似的走線連接到2個焊盤，如下圖所示。另外，在接銅區之前至少要有0.25mm的走線。

確保將大小相似的走線連接到2個焊盤如果涉及高功率，則使用與上述類似的解決方案（走線焊盤問題）。 4、焊盤內過孔現象：現在電子產品都在向著小型化發展，就通常會用到在元件焊盤中防止通孔，但是焊盤會沿芯吸/逸出，導致潤濕過程不均勻。即使兩個元件焊盤中都有通孔，仍然有很大的可能一個在另一個之前完成潤濕過程，這取決于通孔連接到什么，立碑現象仍然可能發生。此外，對于焊盤中的通孔，存在有足夠的焊膏填充通孔并在回流過程中仍然附著在組件端子上的問題。下圖顯示了組件焊盤中的過孔，因為未填充過孔，焊膏會芯吸/逸出到孔中，并可能導致元件端子立碑或脫焊。

組件焊盤中的過孔解決方案 1、通孔填充，通孔填充是一種解決方案，有助于降低立碑效應的風險。

通孔填充 2、將過孔從元件焊盤邊緣移動至少 0.25mm 到過孔邊緣是更可靠的解決方案。

將過孔從元件焊盤邊緣移動至少 0.25mm 到過孔邊緣 5、焊盤的形狀和位置現象：如果焊盤尺寸太大，可能會導致元件移位或旋轉或立碑現象。如果焊盤的位置與該特定組件所需的位置相差太多，那么焊接過程的結果很可能會很糟糕。解決方案：使用 IPC 標準 Pad 形狀和尺寸來避免此類問題，將CAD 系統的 Pad 與 IPC 標準中推薦的那些進行比較。 6、組件下的圖例現象：即使在較小的組件下不適當的圖例也可能導致立碑。銅層、阻焊層和圖例層一起可以創建比銅焊盤高度高得多的點。請參見下圖中的 R2 電阻。

元器件焊盤之間有走線，上面有阻焊層和圖例。

解決方案：這對于小組件（例如 0603）至關重要，避免將圖例放在這些組件下方。

四、防止PCB立碑現象的措施

1、兩端同時焊接盡量以最快的速度進行焊接，以減小兩端的熔化差異。避免一端焊接成熟，而另一端仍處于未熔化階段（見圖一）。這很可能會被另一端的表面張力和浸錫力拉起（見下圖二）。

兩端融化不統一

立碑現象 2、合理的焊盤設計一對大小不同或不對稱的MLCC焊盤會造成焊膏用量不一致，小焊盤對溫度反應快，上面的焊膏容易熔化，大焊盤則相反，所以經過小焊盤的焊膏熔化，MLCC在焊膏表面張力的作用下被拉直，形成立碑現象。因此，在設計中應注意以下幾個方面： 1）焊接的長度要盡可能的寬，MLCC金屬端與焊盤的重疊長度至少要有0.3mm。 2）焊盤空間的長度必須盡可能小，只要能填滿錫即可。一般剩余長度不應超過0.5mm。如果為了測試探頭的需要不得不加長房間，提前考慮印刷面的收縮。 3）焊盤本身的寬度不宜過寬，與MLCC相比其合理寬度不應超過0.25mm。 3、保持錫膏活性焊膏是一種比較敏感的焊接材料。污染、氧化或吸濕都會造成不同程度的劣化。錫膏變質會影響印刷效果，更嚴重的會造成立碑效應等焊接缺陷，因此在加工過程中應注意以下幾點： 1）錫膏應存放在5～10℃的環境中。 2）剛從冰箱中取出的錫膏低于環境溫度，不要立即打開它，以防止空氣中的水分凝結在錫膏中，一般應在達到室溫后使用。 3）錫膏使用前應充分攪拌均勻。 4）殘留在槽內未使用的錫膏應用內外罩蓋好，不能暴露在空氣中，以免吸潮氧化。 5）工作完成后，將鋼網上剩余的錫裝入空罐中，以備下次使用，用過的錫膏不得倒回未用過的錫膏中，否則會被污染，使新鮮的焊膏變質。 6）錫膏印刷工序應遠離經常打開的門窗，使其工作溫度穩定，以免因外界空氣引起局部環境變化。 4、采取防污措施如果MLCC表面被污染，會導致潤濕不良，造成立碑現象。因此，無論是MLCC廠商還是用戶都需要采取防污措施。下圖顯示了 MLCC 在一個端面被污染和未被污染時的典型潤濕曲線。