З’єднання паяних мостів SMT є типовою проблемою, з якою стикаються виробники електроніки під час процесу складання. Це явище виникає, коли припій ненавмисно з’єднує два сусідні компоненти або провідні ділянки, що призводить до короткого замикання або порушення функціональності.У цій статті ми заглибимося в тонкощі SMT паяних мостів, включаючи їх причини, профілактичні заходи та ефективні рішення.
1. Що таке SMT PCB Solder Bridgeing:
Перемикання паяних перемикачів SMT, також відоме як «замикання під пайку» або «міст під припой», відбувається під час складання компонентів технології поверхневого монтажу (SMT) на друкованій платі (PCB). У SMT компоненти монтуються безпосередньо на поверхню друкованої плати, а паяльна паста використовується для створення електричних і механічних з’єднань між компонентом і друкованою платою. Під час процесу паяння паяльна паста наноситься на контактні площадки друкованої плати та висновки компонентів SMT. Потім друкована плата нагрівається, в результаті чого паяльна паста плавиться і тече, створюючи зв’язок між компонентом і друкованою платою.
2. Причини SMT PCB припою:
Перемикання припою SMT відбувається, коли ненавмисне з’єднання утворюється між сусідніми контактними площадками або проводами на друкованій платі (PCB) під час складання. Це явище може призвести до короткого замикання, неправильного підключення та загального виходу з ладу електронного обладнання.
Паяні перемички SMT можуть виникати з різних причин, включаючи недостатній об’єм паяльної пасти, неправильний або зміщений дизайн трафарету, неадекватне оплавлення паяного з’єднання, забруднення друкованої плати та надмірні залишки флюсу.Недостатня кількість паяльної пасти є однією з причин утворення паяних перемичок. У процесі трафаретного друку паяльна паста наноситься на контактні площадки друкованої плати та висновки компонентів. Якщо ви не нанесете достатньої кількості паяльної пасти, у вас може виникнути низька висота опору, що означає, що не буде достатньо місця для паяльної пасти для належного з’єднання компонента з площадкою. Це може призвести до неправильного розділення компонентів і утворення паяних перемичок між сусідніми компонентами. Неправильна конструкція трафарету або зміщення також можуть спричинити утворення перемичок припою.
Неправильно розроблені трафарети можуть спричинити нерівномірне осадження паяльної пасти під час нанесення паяльної пасти. Це означає, що паяльної пасти може бути забагато в одних областях і занадто мало в інших.Незбалансоване осадження паяльної пасти може спричинити утворення перемичок між сусідніми компонентами або струмопровідними ділянками на друкованій платі. Подібним чином, якщо трафарет неправильно вирівняти під час нанесення паяльної пасти, це може призвести до зміщення відкладень припою та утворення перемичок припою.
Неадекватне оплавлення паяного з’єднання є ще однією причиною утворення перемичок. Під час процесу паяння друкована плата з паяльною пастою нагрівається до певної температури, щоб паяльна паста розплавилася та розтікалася, утворюючи паяні з’єднання.Якщо температурний профіль або параметри оплавлення встановлено неправильно, паяльна паста може не повністю розплавитися або розтікатися належним чином. Це може призвести до неповного розплавлення та недостатнього відокремлення між сусідніми майданчиками або проводами, що призведе до утворення перемичок припою.
Забруднення друкованої плати є поширеною причиною з’єднання паяних перемичок. Перед процесом паяння на поверхні друкованої плати можуть бути такі забруднення, як пил, волога, масло або залишки флюсу.Ці забруднювачі можуть перешкоджати належному зволоженню та розтоку припою, полегшуючи припою утворення ненавмисних з’єднань між сусідніми контактними площадками або проводами.
Надмірний залишок флюсу також може спричинити утворення паяних перемичок. Флюс — це хімічна речовина, яка використовується для видалення оксидів з металевих поверхонь і сприяння змочуванню припою під час пайки.Однак, якщо флюс не очищено належним чином після пайки, він може залишити залишки. Ці залишки можуть діяти як провідне середовище, дозволяючи припою створювати ненавмисні з’єднання та спаювати перемички між сусідніми майданчиками або проводами на друкованій платі.
3. Профілактичні заходи для паяних мостів SMT PCB:
A. Оптимізуйте дизайн і вирівнювання трафарету: одним із ключових факторів запобігання утворенню паяних перемичок є оптимізація дизайну трафарету та забезпечення належного вирівнювання під час нанесення паяльної пасти.Це передбачає зменшення розміру отвору для контролю кількості паяльної пасти, нанесеної на контактні площадки друкованої плати. Менші розміри пор допомагають зменшити ймовірність розтікання надлишку паяльної пасти та спричинення перемичок. Крім того, заокруглення країв отворів трафарету може сприяти кращому вивільненню паяльної пасти та зменшити тенденцію припою до перемикання між сусідніми майданчиками. Застосування методів запобігання утворенню містків, таких як включення менших містків або проміжків у дизайн трафарету, також може допомогти запобігти утворенню містків припою. Ці функції запобігання перемичкам створюють фізичний бар’єр, який блокує потік припою між сусідніми площадками, тим самим зменшуючи ймовірність утворення перемичок. Правильне вирівнювання шаблону під час процесу вставлення має вирішальне значення для підтримки необхідної відстані між компонентами. Невідповідність призводить до нерівномірного осадження паяльної пасти, що збільшує ризик утворення паяних перемичок. Використання системи вирівнювання, такої як система зору або лазерне вирівнювання, може забезпечити точне розміщення трафарету та звести до мінімуму виникнення перемичок припою.
B. Контролюйте кількість паяльної пасти. Контроль кількості паяльної пасти має вирішальне значення для запобігання надмірному осадженню, яке може призвести до утворення перемичок припою.При визначенні оптимальної кількості паяльної пасти слід враховувати кілька факторів. До них відносяться крок компонентів, товщина трафарету та розмір прокладки. Відстань між компонентами відіграє важливу роль у визначенні необхідної кількості паяльної пасти. Чим ближче компоненти один до одного, тим менше потрібно паяльної пасти, щоб уникнути перемичок. Товщина трафарету також впливає на кількість нанесеної паяльної пасти. Більш товсті трафарети мають тенденцію наносити більше пасти, тоді як тонкі трафарети мають тенденцію наносити менше пасти. Регулювання товщини трафарету відповідно до конкретних вимог складання друкованої плати може допомогти контролювати кількість використаної паяльної пасти. Розмір майданчиків на друкованій платі також слід враховувати при визначенні відповідної кількості паяльної пасти. Для більших площадок може знадобитися більше пасти, а для менших – менше. Правильний аналіз цих змінних і відповідне регулювання об’єму паяльної пасти може допомогти запобігти надмірному відкладенню припою та мінімізувати ризик утворення перемичок припою.
C. Забезпечте належне оплавлення паяного з’єднання: Досягнення належного оплавлення паяного з’єднання має вирішальне значення для запобігання утворенню паяних перемичок.Це передбачає впровадження відповідних температурних профілів, часу витримки та налаштувань оплавлення під час процесу пайки. Температурний профіль відноситься до циклів нагрівання та охолодження, через які проходить друкована плата під час оплавлення. Слід дотримуватися рекомендованого температурного профілю для конкретної використовуваної паяльної пасти. Це забезпечує повне розплавлення та розтікання паяльної пасти, забезпечуючи належне змочування проводів компонентів і контактних площадок друкованої плати, одночасно запобігаючи недостатньому або неповному оплавленню. Час витримки, який відноситься до часу, коли друкована плата піддається впливу максимальної температури оплавлення, також слід ретельно враховувати. Достатній час перебування дозволяє паяльній пасті повністю розріджуватися та утворювати необхідні інтерметалічні сполуки, тим самим покращуючи якість паяного з’єднання. Недостатній час витримки призводить до недостатнього плавлення, що призводить до неповних паяних з’єднань і підвищеного ризику утворення паяних перемичок. Параметри оплавлення, такі як швидкість конвеєра та пікова температура, повинні бути оптимізовані для забезпечення повного розплавлення та затвердіння паяльної пасти. Важливо контролювати швидкість конвеєра, щоб забезпечити адекватну теплопередачу та достатній час для розтікання та затвердіння паяльної пасти. Пікова температура має бути встановлена на оптимальному рівні для конкретної паяльної пасти, забезпечуючи повне оплавлення без надмірного осадження припою чи перемичок.
D. Керуйте чистотою друкованої плати: належне керування чистотою друкованої плати має вирішальне значення для запобігання утворення перемичок припою.Забруднення на поверхні друкованої плати може перешкоджати змочуванню припою та підвищувати ймовірність утворення паяного містка. Усунення забруднень перед процесом зварювання є критичним. Ретельне очищення друкованих плат за допомогою відповідних засобів і методів очищення допоможе видалити пил, вологу, масло та інші забруднення. Це забезпечує належне змочування паяльною пастою контактних площадок друкованої плати та проводів компонентів, зменшуючи ймовірність утворення паяних перемичок. Крім того, належне зберігання та поводження з друкованими платами, а також мінімізація контакту з людьми можуть допомогти звести до мінімуму забруднення та підтримувати чистоту всього процесу складання.
E. Перевірка та доопрацювання після паяння: виконання ретельного візуального огляду та автоматизованого оптичного огляду (AOI) після процесу паяння має вирішальне значення для виявлення будь-яких проблем з паяними перемичками.Швидке виявлення паяних перемичок дозволяє своєчасно переробити та відремонтувати, щоб усунути проблему, перш ніж викликати подальші проблеми чи збої. Візуальний огляд передбачає ретельний огляд паяних з’єднань для виявлення будь-яких ознак паяних перемичок. Збільшувальні інструменти, такі як мікроскоп або лупа, можуть допомогти точно визначити наявність зубного мосту. Системи AOI використовують технологію перевірки на основі зображень для автоматичного виявлення та ідентифікації дефектів паяного моста. Ці системи можуть швидко сканувати друковані плати та проводити детальний аналіз якості паяного з’єднання, включаючи наявність перемичок. Системи AOI особливо корисні для виявлення менших, важкодоступних паяних містків, які можна пропустити під час візуального огляду. Після виявлення паяного містка його слід негайно переробити та відремонтувати. Це передбачає використання відповідних інструментів і методів для видалення надлишків припою та роз’єднання мостових з’єднань. Вжиття необхідних заходів для виправлення паяних перемичок має вирішальне значення для запобігання подальшим проблемам і забезпечення надійності готового продукту.
4. Ефективні рішення для SMT друкованої плати пайки:
A. Відпаювання вручну. Для невеликих паяних перемичок ручне видалення припою є ефективним рішенням, використовуючи тонкий паяльник під лупою, щоб отримати доступ до паяної перемички та видалити її.Ця технологія вимагає обережного поводження, щоб уникнути пошкодження навколишніх компонентів або провідних ділянок. Щоб видалити паяні перемички, нагрійте жало паяльника й обережно нанесіть його на надлишок припою, розплавивши його та прибравши. Важливо стежити, щоб жало паяльника не торкалося інших компонентів або ділянок, щоб уникнути пошкодження. Цей метод найкраще працює там, де паяний міст видимий і доступний, і потрібно бути обережним, щоб виконувати точні та контрольовані рухи.
B. Використовуйте паяльник і припойний дріт для повторної обробки: Повторна робота за допомогою паяльника та припойного дроту (також відома як оплетка для розпаювання) є ще одним ефективним рішенням для видалення паяних перемичок.Гніт для припою виготовлений із тонкого мідного дроту, покритого флюсом для полегшення процесу розпаювання. Щоб скористатися цією технікою, гніт припою поміщають поверх надлишків припою, і нагрів паяльника подається на гніт припою. Тепло розплавляє припій, а гніт поглинає розплавлений припій, тим самим видаляючи його. Цей метод вимагає навичок і точності, щоб уникнути пошкодження делікатних компонентів, і необхідно забезпечити належне покриття сердечника припою на паяній перемичці. Цей процес може знадобитися повторити кілька разів, щоб повністю видалити припій.
C. Автоматичне виявлення та видалення паяних містків: вдосконалені системи перевірки, оснащені технологією машинного зору, можуть швидко ідентифікувати паяні містки та полегшити їх видалення за допомогою локального лазерного нагрівання або технології повітряного струменю.Ці автоматизовані рішення забезпечують високу точність і ефективність виявлення та видалення паяних перемичок. Системи машинного зору використовують камери та алгоритми обробки зображень для аналізу якості паяних з’єднань і виявлення будь-яких аномалій, у тому числі паяних містків. Після ідентифікації система може запускати різні режими втручання. Одним із таких методів є локалізоване лазерне нагрівання, коли лазер використовується для вибіркового нагріву та розплавлення паяної перемички, щоб її можна було легко видалити. Інший метод передбачає використання концентрованого повітряного струменя, який подає контрольований потік повітря, щоб видувати надлишки припою, не впливаючи на навколишні компоненти. Ці автоматизовані системи економлять час і зусилля, забезпечуючи послідовні та надійні результати.
D. Використовуйте вибіркову пайку хвилею: вибіркова пайка хвилею – це профілактичний метод, який зменшує ризик утворення паяних перемичок під час пайки.На відміну від традиційного паяння хвилею, при якому вся друкована плата занурюється в хвилю розплавленого припою, вибіркова пайка хвилею наносить розплавлений припій лише на певні ділянки, минаючи компоненти, що легко перемикаються, або провідні ділянки. Ця технологія досягається за допомогою точно контрольованого сопла або рухомої зварювальної хвилі, яка націлюється на бажану зону зварювання. Завдяки вибірковому застосуванню припою можна значно зменшити ризик надмірного розтікання припою та утворення перемичок. Вибіркова пайка хвилею особливо ефективна на друкованих платах зі складною компонуванням або компонентах з високою щільністю, де є вищий ризик утворення перемичок. Це забезпечує більший контроль і точність під час процесу зварювання, зводячи до мінімуму ймовірність виникнення паяних перемичок.
Таким чином, Сполучення припоєм SMT є серйозною проблемою, яка може вплинути на виробничий процес і якість продукції у виробництві електроніки. Однак, розуміючи причини та вживаючи профілактичних заходів, виробники можуть значно зменшити виникнення паяних перемичок. Оптимізація дизайну трафарету має вирішальне значення, оскільки вона забезпечує належне нанесення паяльної пасти та зменшує ймовірність утворення надлишку паяльної пасти, що спричинить перекриття. Крім того, контроль об’єму паяльної пасти та параметрів оплавлення, таких як температура та час, може допомогти досягти оптимального формування паяного з’єднання та запобігти утворенню перемичок. Підтримання поверхні друкованої плати в чистоті має вирішальне значення для запобігання утворенню паяних перемичок, тому важливо забезпечити належне очищення та видалення будь-яких забруднень або залишків з плати. Процедури перевірки після зварювання, такі як візуальний огляд або автоматизовані системи, можуть виявити наявність будь-яких паяних перемичок і сприяти своєчасній переробці для вирішення цих проблем. Впроваджуючи ці профілактичні заходи та розробляючи ефективні рішення, виробники електроніки можуть мінімізувати ризик перемикання припою SMT і забезпечити виробництво надійних, високоякісних електронних пристроїв. Надійна система контролю якості та безперервні зусилля з удосконалення також мають важливе значення для моніторингу та вирішення будь-яких повторюваних проблем з паяними мостами. Роблячи правильні кроки, виробники можуть підвищити ефективність виробництва, зменшити витрати, пов’язані з доопрацюванням і ремонтом, і в кінцевому підсумку постачати продукцію, яка відповідає або перевершує очікування клієнтів.
Час публікації: 11 вересня 2023 р
Назад
