Возникла проблема-расчет теплопотерь на термопаде переходного отверстия земляного полигона. Есть 2-сторонняя п/плата, 2мм, толщина меди 35мкм, есть термопад размером Ф1/Ф3 мм и четыре проводника внутри него - 1мм*0.25мм.
Требуется узнать, какая тепловая мощность потеряется на каждом из этих 4-х проводниках.
Этот расчет требуется для правильного выбор мощности паяльника.
Подскажите, плиз, кто владеет темой!

Это в ВУЗе задачку подкинули? А то на производстве никто такими вещами заморачиваться не будет. Плохо контакт прогревается - так подкинут температуры на паяльной станции

Рассчитать можно на короткий промежуток времени после касания паяльника, т.к. дальше пойдет растекание тепла на полигон, и процесс не будет равновесным, будет динамика зависящая от окружающей среды. Как эту фазу можно рассчитать - х.з.

А начальный момент - считайте по формуле теплопроводности. Нужна геометрия перемычек - она есть, и нужны температуры паяльника и окружающей среды (начальная темп. полигона) - это будут температуры двух краев перемычек.

И главное во всех ВУЗовских задачках - сначала нужно перечислить "н-дцать" упрощений и допущений, позволяющих применить эту формулу...

Мощность потеряться не может, она может только переизлучится в окружающую среду через поверхность металлизации печатной платы. Поэтому если взять температуру окружающей среды близкой к температуре паяльника, то теплопереноса не будет, т.к. не будет разности температур. Отсюда у нас возникает два процесса, которые протекают во времени. Первый, теплоперенос от паяльника к металлизации платы через площадь поверхности соприкосновения. И второй от печатной платы в окружающую среду. Есть еще один: это распространение тепла по самой металлизации, его можно не учитывать, например если площадь контакта паяльника с металлизацией сопоставима с площадью , через которую металлизация будет отдавать тепло (есть специальные жала для паяльников которые сделаны под корпуса микросхем).
И в итоге когда у вас будут все входные данные (в том числе и температура плавления вашего припоя) взяв пару интегралов по площадям обоих процессов в сможете узнать время наступления теплового равновесия при котором припой полностью расплавится.

Увы, на самом что ни на есть производстве. ПЗ прекратил приемку плат из-за плохого качества пайки, а технологи тут же нашли "причину"
Вот и приходится изгаляться, даром что я эти теплотехнические расчеты никогда не делал...


К моему глубокому сожалению, последний раз я брал эти самые интегралы ровно 44 года назад, и вспоминать как это делается, что-то не тянет
Просто я подумал, что в принципе, расчет термопадов где-то должен быть, ведь наверняка их размеры берутся не с потолка. Может, книга какая есть, или монография? Самому сочинять теорию как-то уже не тянет, мозги уже не те, что 44 года назад

Т.е. ваши технологи не могут описать процесс пайки (обычно прост ссылаются на ГОСТ), так гнать таких в шею.
Термопадов очень много видов и размеров. В большинстве случаев они находятся под корпусом м/сх и их пайка происходит либо с помощью воздушной станции с подогревочным столом, либо в печи. Паяльником сквозь большие металлизированные отверстия можно паять только для отладочной платы. Если вы используете это в серии да еще в ответственных применениях, то ПЗ правы (а технологов всё равно расстрелять,что такое пропустили).

Увы, новых взять негде, вот и пользуем тех, что есть
Молодежь не заманишь нашими зарплатами. И это правильно, в конце концов! Государство не думает о нас, и молодежь это прекрасно видит и понимает. Вот и идут дипломированные магистры/бакалавры в евросети и магниты мерчендайзерами

Ну, тогда хоть подробней опишите, про какие именно термопады идет речь.
В каких местах наблюдается "непропай". И какая технология пайки у вас применяется.

Есть же просто пайка выводных компонентов в отверстия и эти площадки окружены термобарьерами.
А есть термопады на "пузе" SMD микросхем. О чем речь?
А потом, чем сможем - поможем.

Послушайте, ну не несите чушь, у вас низкие зарплаты, потому что реально плохо работаете.
Всего то надо закупить подогрев печатных плат и паять как положено.

Как вариант можно все тоже самое сделать дешевле ровно в 5 раз.
Взять обычный кусок фанеры сделать вырезы под утюги, закупить обыкновенные китайские утюги по 1500 рублей, поставить их на хлопок, воткнуть верхногами в вырезы и включить.
Все.
У утюгов температура не поднимается выше 160С, для подогрева идеально.
Но нет, вместо того чтобы решать проблемы завод рисует отписку с интегралами. Я молодежь прекрасно понимаю ...

Если бы мы плохо работали, Вы бы давно жили в Нью-Черно.опии или на погосте. Так что рассуждать на эту тему не имею ни малейшего желания.
Что касается производства, то в одночасье обновить громадный серийный завод невозможно. Что-то делается, но только там, где это считают нужным головной концерн - мы тут бессильны. Впрочем, об этом можно поговорить с тем, кто работает в ВПК, но не в этой теме.
Есть у нас и столы с подогревом, и инфракрасные платформы, но есть и ручная пайка, а заменить человека с паяльником в некоторых местах нельзя. Просто невозможно.

Вообще то я писал про подогрев печатных плат как раз для человека с паяльником. Потому что автоматический монтаж в печи и так греет платы со всех сторон.
Может Вы донесете эту мысль до ваших технологов, что при ручной пайке тоже греть надо...

Есть 6-слойная п/плата, на верхнем слое фигурный полигон GND, на нижнем стоит конденсатор. Конденсатор ч/з термопад соединяется с полигоном GND. Диаметр вывода 0.8 мм, отверстие в термопаде Ф0.9 мм, термопад внутр. диаметр 1.8 мм, внешний 3.8 мм. Внутренний пятак соединен с GND ч/з 4 проводника толщиной 0.25 мм, длина проводника соответственно 1 мм.
Паяют паяльной станцией ERSA, 60 вт мощности, температура пайки 270 гр., флюс ЛТИ.
Дефект проявляется в том, что после пайки место контакта выглядит неряшливо, что-ли: нет блестящей поверхности, присутствуют мелкие комочки припоя, как будто был недогрев.
До замены паяльных станций LUKEY702 на ERSA, все было Ок. ERSA проверили на хх и в работе, характеристики совпадают с LUKEY702.

Ааа, вот,что вы называете термопад: это просто сквозное отверстие на полигон. В котором металлизированное отверстие 0,9мм, поясок контактной площадки шириной 0,45мм, зазор между полигоном и пояском КП 1мм, соединение с полигоном через 4-е моста шириной 0,25мм. Тут 60 Вт должно хватать с запасом, вот только какое жало стоит у монтажника, для выводных элементов должно быть не менее 3мм. Если монтажнику лень менять жало, для одного элемента, можно делать предварительный воздушный подогрев до 150 градусов. Но мне кажется что просто монтажник торопится, мало держит и не прогревается сама нога конденсатора.

Да, там жало типа Т3 и стоит. Насчет подогрева я уже сказал, попробуют. Но с люкеем таким же всё было Ок! Мне расчет потерь и нужен для того, чтобы носом натыкать технологов. Пусть копают, а не занимаются отписками!

Как я понял - конденсатор выводной? Еще неплохо бы знать его габариты. По его габаритам можно оценить его теплоемкость и тепловой поток, который будет идти по ножке при пайке
Но это все лирика, рассчитать можно, но практического смысла нет. Вам нужно активно наезжать на технологов, т.к. это их зона ответственности и разработчик тут не причем, поскольку конструкция типовая. Кстати, поглядите на формулу - если термобарьеров бы не было, вот там мощности были бы солидные.

Вот вам файлик Нажмите для просмотра прикрепленного файла, где простейший расчет тепловых потерь в начальный момент пайки. Они меньше 4 Вт. Дальше эти тепловые потери будут только уменьшаться, из-за нагревания полигона и снижении разницы температур. Тут не учитываются потери на нагрев платы и конденсатора, но если даже эту цифру увеличить в три раза, ничего принципиально не измениться.

Еще раз: пинайте технологов, т.к. эта проблема должна решаться их организационными мероприятиями, а именно:
проведением экспериментов и написанием технологической карты для операции пайки этого конденсатора, поскольку паять его в единой цепочке нельзя. Нужно увеличивать температуру жала и регламентировать время пайки (типа 5-8 секунд).


Станции могут отличаться массой (теплоемкостью) головки нагрева с жалом, расположением термодатчика и скоростью отклика регулирования при пайке. Может быть более медленный отклик и большая просадка температуры в начале пайки.
Опять же - нужно увеличивать температуру и время.

Какое именно Т3, есть типа шлица Т-3,2D, а есть усеченный цилиндр Т-3С. Последнее не очень для выводного монтажа. Для выводов я бы рекомендовал Т-RT. На счёт люкеея, у нас монтажники смт паяют на температуре 350+, хотя я саломоном на 260 это же паял. Замерьте температуру кончика жала, может нет там у Вас 270 град.С?

Да, жало стоит типа шлица. Температура определена тех. картой, проверяется ПЗ и монтажницей на калиброванном измерителе. Сам мерил, 270+-2 гр. В начальный момент падает до 264-266 гр. (калиброванный пирометр). Ч/з 2 сек. уже 270 гр.



Да керамический выводной, длина выводов 15 мм, длина кондера 20 мм, диаметр 12 мм.

Спасибо большущее! Показал технологам, те ничего внятного не сказали, просто сменили эрса на люкей, и всё пошло как по маслу
Но я постараюсь разобраться почему эрса так плохо паяет - вообще-то она классом выше люкея и раньше жалоб на нее не было...

Но вы же понимаете,что чудес не бывает. Замерьте, теперь температуру ЕРСА на конце жала, возможно там больше?