Doporučení vyplývající ze způsobu a směru pájení vlnou

Datum: 22.06.2017

Kategorie: Návrh desek plošných spojů

Součástky se na desky plošných spojů pájí několika možnými způsoby. V praxi jsou nejpoužívanější pájení vlnou a přetavením. Každý způsob vyžaduje určité požadavky pro návrh desky a obrazce plošných spojů.

Pájení vlnou

Na stranu pájení vlnou se doporučuje umisťovat jen součástky povrchové montáže, které jejich výrobce doporučuje pro pájení vlnou a u kterých zaručuje teplotní odolnost min. 260°C po dobu 10s:

Rezistory v pouzdrech typu MELF, MINIMELF a v provedení pravoúhlém s Ni mezivrstvou vývodů.
Kondenzátory monolitické, AL, svitkové, Ta s Ni mezivrstvou vývodů.
Prvky v pouzdrech SOT, SOD a SOP s minimální roztečí vývodů 0,65 mm. Mezní hranice rozteče závisí především na použité pájecí vlně, případně tavidlu. Velmi dobrých výsledků se dosahuje na tzv. duté vlně (viz. pájení vlnou), kde možné dosáhnout limitní rozteče až 0,4 mm.
Proměnné rezistory i kondenzátory a konektory, pokud jsou upraveny tak, aby při pájení nevnikla pájka do jejich dutin.
Pájení jiných součástek je nutné prakticky ověřit.

Vzhledem ke směru pájení je třeba brát v úvahu orientaci součástek, směr vodičů plošných spojů a mezery mezi jednotlivými prvky SMD:

Rozložení vodičů na straně desky plošných spojů pájené vlnou tak, aby nevznikaly můstky pájky. Vodiče orientovat převážně podélně se směrem pájení (není nutné dodržet při použití nepájivé masky).
Výška součástek na straně pájení vlnou podle použitého zařízení (např. max. 9,5 mm).
Na stranu pájení vlnou neumisťovat pokovené otvory pod součástky. Při použití prokoveného otvoru pod prvkem SMD hrozí velké nebezpečí vniknutí tavidla během procesu pájení. Takto situované tavidlo téměř nelze vyčistit. V budoucnu může způsobit korozi. Použití tzv. bezoplachových tavidel také není východiskem.

Doporučení pro směr pájení vlnou

Pro pájení vlnou je třeba navrhovat plošky s větším přesahem. Pokud je ploška příliš krátká, nemusí vlivem stínového efektu dojít k zalití pájkou. Princip ukazuje obrázek. Pouzdro SOT pájené vlnou s krátkou a dlouhou pájecí ploškou. Rozměr A je nevhodný pro pájení vlnou.

Mezery mezi součástkami

Mezery mezi součástkami musí být rovněž větší. U součástek vyšších než 3 mm dochází při pájení dvojitou vlnou k tzv. stínovému efektu, který může mít vliv až do vzdálenosti 2 až 2,5 násobku výšky součástky (po směru pájení). Z tohoto důvodu je potřeba u takovýchto součástek úměrně výšce zvětšit minimální odstupy kolem těchto součástek. Dále se doporučuje konfiguraci s těmito součástkami odzkoušet.

Doporučení pro mezery mezi součástkami

Za plošky integrovaných obvodů je vhodné umístit tzv. záchytné plošky. Experimentálně bylo zjištěno, že zkraty, které vznikají při pájení integrovaných obvodů, se nejvíce projevují na posledním páru vývodů ve směru pájení. Zdůvodnění je jednoduché: pájka postupně smáčí všechny vývody, bohužel na poslední plošce má tendenci udělat kapku - dochází k mírnému hromadění pájky a mohlo by dojít ke zkratu dvou posledních plošek. Přidá-li se další (slepá) ploška, pájka se hromadí (udělá kapku) na této. Tím se velice elegantně problém vyřeší.

Doporučené záchytné plochy. Není vhodné volit stejný tvar plošek s ploškami pro integrovaný obvod, mohlo by dojít ke nesprávnému osazení. Výhodné je, aby plochy měly opticky jiný tvar.

Větší pouzdra QFP se doporučuje natočit o 45° a rovněž je doplnit záchytnými plochami. Tato konfigurace je typická pro různá komerční zařízení (např. videa) se smíšenou montáží. Na spodní straně desky plošných spojů je umístěn velký, o 45° otočený, QFP obvod. Je to logické, konkrétní obvod se vyrábí pouze v SMD provedení, ostatní součástky jsou v klasickém provedení a jsou podstatně levnější. Rovněž pájení vlnou je o poznání levnější.

Pájecí vlna Modula wave