每年萬(wàn)圣節(jié)過(guò)后，我的學(xué)校過(guò)去都會(huì)推出南瓜，可能是因?yàn)樗麄兛梢再I(mǎi)到南瓜。大多數(shù)情況下，機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生參加了，但是任何人都被允許進(jìn)入，看看他們是否可以最遠(yuǎn)地推出他們的南瓜。校園的部分被封鎖了，如果你去的話，你的課程路線會(huì)被重新安排。大多數(shù)工程師在早上休息時(shí)都是為了歡呼和嘲笑。

結(jié)果很隨意。我們偶爾會(huì)有光榮的南瓜航班，但大多數(shù)南瓜確實(shí)沒(méi)有走得太遠(yuǎn)。然而，有一年，南瓜不知何故被直接推出，我們都興奮地尖叫著，不確定在哪里尋求掩護(hù)。所覆蓋的總橫向距離約為一米，所以觀眾沒(méi)有危險(xiǎn)，但完美的草坪草坪受到了一些傷害。新的發(fā)布規(guī)定在今年剩余時(shí)間里與政府進(jìn)行了熱烈的爭(zhēng)論，因?yàn)槊黠@的傍晚是修復(fù)草坪上南瓜隕石坑的艱難季節(jié)。

我認(rèn)為各種形式的隕石坑應(yīng)該伴隨著這個(gè)級(jí)別瘋狂的能量。在PCB上，墊片的聲音聽(tīng)起來(lái)應(yīng)該是由微小的火焰隕石或類(lèi)似的戲劇性物質(zhì)引起的。實(shí)際上，“隕石坑”是由于焊盤(pán)與PCB表面分離而在層壓板中留下凹痕所致。你可以肯定，后果只是一個(gè)嚴(yán)重的南瓜隕石坑。

什么是墊子隕石坑？

如我所提到的，墊子隕石坑，當(dāng)銅終端墊與PCB分離時(shí)發(fā)生。分離可以是與板的部分或全部斷開(kāi)，這通常使得更難以識(shí)別故障。在完全分離時(shí)，焊料通常保持附著在元件上，看起來(lái)像焊盤(pán)是完整的。

最常見(jiàn)的是面板陣列設(shè)計(jì)，如球柵（BGA），而不太常見(jiàn)于其他元件有很多聯(lián)系。各種加工參數(shù)會(huì)增加縮孔的風(fēng)險(xiǎn)，但最終的原因幾乎總是機(jī)械應(yīng)變。當(dāng)在測(cè)試，制造期間彎曲板，在運(yùn)輸期間振動(dòng)或甚至連接器連接時(shí)，在層壓板中開(kāi)始開(kāi)裂。當(dāng)焊珠陣列下的PCB彎曲時(shí)，電路板和元件不會(huì)以相同的速率彎曲，并且當(dāng)電路板變形時(shí)，銅焊盤(pán)會(huì)從PCB上撕下。

球柵陣列最容易出現(xiàn)凹坑。

什么它對(duì)我的PCB有影響嗎？

由于凹坑并不總是導(dǎo)致焊盤(pán)與PCB其余部分完全分離，因此難以識(shí)別故障。開(kāi)路電氣故障可能不一致，尤其是來(lái)自同一批次的不同電路板之間。由于接頭處的電阻增加或間歇性接觸以及完全開(kāi)路，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)奇怪的性能問(wèn)題。

有時(shí)，您可以看到光學(xué)檢查過(guò)程中的損壞（一些很好的例子見(jiàn)第31頁(yè)）這個(gè)介紹）。通常，需要進(jìn)行廣泛和破壞性的測(cè)試，以確定將凹坑作為PCB性能的基本問(wèn)題。

導(dǎo)致焊盤(pán)塌陷的原因是什么？

電路板設(shè)計(jì)和制造過(guò)程會(huì)影響PCB上的凹坑風(fēng)險(xiǎn)。顯然，陣列區(qū)域組件的風(fēng)險(xiǎn)最大，但具有較小跡線間距，較大尺寸或剛性封裝的組件也更容易出現(xiàn)縮孔問(wèn)題。

PCB材料也會(huì)影響結(jié)果。電路板的厚度和環(huán)氧樹(shù)脂的硬度會(huì)改變電路板的彎曲程度，并增加縮孔的可能性。脆性層壓板也更容易破裂并引入凹坑。

您使用的焊料類(lèi)型也會(huì)改變您的電路板風(fēng)險(xiǎn)。雖然含鉛焊料和無(wú)鉛焊料都存在問(wèn)題，但是在失效之前，Sn-Pb焊料的彎曲負(fù)荷幾乎是SAC焊料的兩倍。通常無(wú)鉛的較硬，較少韌性的合金具有更高的縮孔風(fēng)險(xiǎn)。

如何防止它？

由于凹坑可以如此難以察覺(jué)，預(yù)防絕對(duì)是最好的途徑。如果您有RoHS限制且焊接和封裝選擇有限，您仍有很多方法可以改善PCB的結(jié)果。

首先，仔細(xì)規(guī)劃您的布局。不要將大型組件或BGA放置在邊緣或帶有可能必須在壓力下彎曲的連接器的區(qū)域附近。另外，要保持較大的散熱片，因此熱量不會(huì)導(dǎo)致反復(fù)收縮和膨脹，從而使層壓板或組件變形。

散熱片會(huì)引入熱不匹配，導(dǎo)致材料變形并導(dǎo)致開(kāi)裂和縮孔。

制造過(guò)程中的熱不匹配也會(huì)引起問(wèn)題。與您的制造商討論P(yáng)CB中所有材料的溫度，升溫速率和冷卻時(shí)間，以最大限度地減少CTE不匹配造成的額外應(yīng)變。您還可以詢問(wèn)使用銅針以更好地粘附層壓板的表面，但是您會(huì)犧牲一些電氣性能。

小心處理您的電路板。重復(fù)振動(dòng)可能與強(qiáng)制連接器一樣具有破壞性。而且，不用說(shuō)，不要放棄電路板！物理沖擊可能會(huì)損壞的不僅僅是銅墊，而且很難識(shí)別原始故障原因。這不是南瓜的發(fā)布，破壞是樂(lè)趣的一部分！

當(dāng)你準(zhǔn)備好開(kāi)始時(shí)，使用好的工具。 PCB設(shè)計(jì)Altium的CircuitStudio?等軟件允許您定制設(shè)計(jì)規(guī)則，并從一開(kāi)始就規(guī)劃間距和材料要求。預(yù)先額外的努力比你需要的測(cè)試和返工要容易得多！