Soldadura a través de orificios: protuberancia mínima del cable

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Estoy trabajando en un diseño un tanto extraño: todos los componentes, SMD y Through-Hole, están montados en la parte superior de la PCB, excepto algunos MOSFET realmente robustos, que están montados en la parte inferior de la placa . La idea es tener un disipador de calor plano (como los destinados a BGA, con clavijas de empuje) que cubran toda la parte inferior de la placa, haciendo un contacto tan directo con los MOSFETS como sea posible. Los MOSFET utilizan el embalaje DirectFET de IR, que tiene un grosor de unos 0,5 mm, por lo que el disipador térmico se colocará bastante cerca de la superficie de la placa.

Esto me lleva a mi problema: por razones obvias, no quiero que los cables de los componentes del orificio pasante se cortocircuiten a la superficie metálica del disipador de calor, y no quiero perforar orificios de separación en él. ¿Hay algo que me impida simplemente cortar los cables al ras antes de soldar?

Me doy cuenta de que las pautas de la NASA requieren al menos 0,5 mm de saliente, y por lo que he oído, IPC requiere que los cables sean "visibles". Me imagino que esto hace que la soldadura por ola sea más confiable, pero suponiendo que estoy soldando los componentes a mano y tengo cuidado de permitir que la soldadura se absorba todo el camino a través de la PTH, ¿existen otras desventajas al cortar los cables al ras (cosas como una resistencia mecánica reducida, etc)?

EDITAR: los componentes de orificio pasante son tapas tipo "can" y bloques de terminales, por lo que deberán soldarse desde la parte inferior.

(Probablemente sin importancia) detalles: los MOSFET solo deben apagar de 15 a 20 vatios de calor combinados, como máximo, más uno o dos vatios de algunas almohadillas térmicas grandes. Así que quiero dejar una opción para que el usuario retire el disipador de calor y monte la placa directamente en un chasis metálico, con algún tipo de almohadilla térmica delgada para evitar cortocircuitos. Esa es otra razón por la que no quiero perforar orificios en el disipador de calor, para comodidad del usuario.

EDITAR: fotos de tablero para mayor claridad:

(Si te estás preguntando acerca de las huellas perdidas, es un tablero de 4 capas)

    
pregunta dn3s

5 respuestas

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Si no desea que los cables sobresalgan en la parte inferior, esencialmente desea montar sus componentes TH como SMD. Por lo tanto, sugeriría usar almohadillas SMD, empujar los cables hacia las almohadillas y soldarlas allí.

Para componentes grandes / pesados, esto podría generar un problema de confiabilidad mecánica: un alambre redondo soldado en ambos lados (o soldado solo en la parte inferior pero con un componente inmediatamente en la parte superior) no puede extraer fácilmente el cobre de la PCB. ¡Pero un plomo soldado a una almohadilla SMD puede!

El material de PCB no está optimizado para la conducción de calor, por lo que es posible que desee colocar muchas vías en los lugares adecuados para conducir el calor.

Leí en su edición que desea hacer esto para los bloques de conectores de tornillo de orificio de paso. Mi intuición es que esto afectará seriamente la fiabilidad mecánica. Podría considerar el uso de esos conectores de dos niveles para terminales de tornillo, lo que permitiría un espacio libre para que pueda colocar su disipador de calor solo en una parte de su PCB, dejando el área de los terminales de terminal de tornillo para soldar en la parte inferior.

    
respondido por el Wouter van Ooijen
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Aparte de la dificultad en la fabricación, no veo ningún problema con esto. Desde un punto de vista eléctrico, la falta de una sección cónica en la parte inferior del tablero no tendrá ningún efecto apreciable en la resistencia de la conexión, y desde un punto de vista mecánico, hay muchos otros factores que determinan si La combinación plomo / almohadilla es lo suficientemente fuerte como para que esto no sea un problema. En caso de duda, puede realizar algunas pruebas al respecto o agregar un poco de adhesivo al cuerpo del componente.

Le sugeriría que modifique el tamaño de los orificios para que pueda verificar visualmente que la soldadura haya atravesado todo el camino y alrededor del cable.

    
respondido por el Jon
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Suena un poco arriesgado, los cables de los componentes se insertan en los orificios que no desea que sobresalgan del otro lado de la placa en caso de que tengan un cortocircuito con un disipador de metal en el otro lado.

No olvides que es posible que tengas problemas de expansión térmica, es posible que no sea un problema, pero ciertamente piensa en ello.

Supongo que quieres soldar los componentes del orificio pasante en la parte superior de la placa, suponiendo que haya rastros de cobre allí.

Podría hacer eso para resistencias de orificio pasante y algunos tipos de condensadores, pero algunos condensadores son latas con ambos cables que sobresalen de una cara circular, que generalmente están montados directamente en la placa, por lo que será difícil de soldar éstos, a menos que el capacitor se levante por encima del tablero y se muestre algo de plomo, luego se suelde, lo que parecería un poco extraño.

Luego, puede inspeccionar visualmente la parte inferior de la placa para asegurarse de que la soldadura no haya pasado completamente por el orificio. Recuerdo haber hecho algo así hace años.

Uno de los orificios se ha tapado al soldar en la parte superior de la placa y el cable es demasiado corto para que su extremo quede firmemente dentro del orificio y no sobresalga, por lo que puede hacer que todo funcione.

Pero, en serio, piense en algunas arandelas de silicona aislantes eléctricamente que conducen el calor sobre los orificios que están en riesgo donde puede ocurrir un corto entre el lado superior e inferior del PCB, similar al que se usa en los transistores de potencia entre el transexual y su disipador térmico , para proporcionar aislamiento eléctrico para que no termines con un corto. Estas arandelas son muy finas, por lo que no deben agregarse al grosor de todo el ensamblaje, a diferencia del uso de espaciadores de acero de 5 mm de longitud y orificios adicionales necesarios para ellos.

    
respondido por el Dean
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Hay pocas soluciones para este problema,

  1. Un cortador súper / ultra enrasado puede hacer maravillas con los cables TH.
  2. Una almohadilla térmica proporcionará una interfaz térmica suave y flexible a costa de una mayor resistencia térmica.
  3. El epoxi térmicamente conductor puede actuar como relleno, pero por lo que sé, también es conductor.
respondido por el Lior Bilia
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Aunque no he usado personalmente una de estas máquinas, algunas de las instalaciones que he visitado a lo largo de los años tienen un sistema de corte rotativo que recorta los cables que sobresalen de la parte inferior de la PCB a una longitud muy corta.

Vi uno en uso y parecía bastante sencillo: había una cama en la que se monta el PCB (lleva el corte hacia arriba), luego se cerró el escudo protector. La sierra giratoria parecía algo así como una amoladora neumática montada en una mesa X-Y deslizante, que se movió manualmente sobre la superficie de la PCB.

Todo el proceso tomó muy poco tiempo, decenas de segundos entre tableros sucesivos.

    
respondido por el Dwayne Reid

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