Tartalomjegyzék
Az olyan iparágakban, mint a repülőgépipar, orvostechnikai eszközök, vagy nehézipari vezérlés, egy rejtett hideg illesztés balesetet vagy költséges visszahívást okozhat. A hideg forrasztási kötések az egyik leggyakoribb és legkritikusabb kérdések az elektronika megbízhatóságát, és az ilyen hibás csatlakozások időszakos működést, teljes leállást vagy alkatrészek fokozatos meghibásodását okozza az elektronikus eszközökben. A termék integritásának megőrzése érdekében minden tevékenységhez, legyen az gyártás, minőségbiztosítás vagy javítás, elengedhetetlen a hideg forrasztási kötések megértése.
Ez az útmutató magyarázatot ad a hideg forrasztási kötésekről, azok azonosítás, kiváltó okok és gyakorlati megoldások. A hideg forrasztott kötések és más hibák összehasonlítása is szerepel benne. mint például a hiányos forraszanyag, üres forraszanyag és forrasztóhidak. Kövessük az ELE PCB-t, hogy mélyebben megértsük a hideg forrasztási csomópontokat!
Mi az a hidegforrasztás?
Hideg forrasztás akkor történik, ha nem megfelelő kötés a forraszanyag és a forraszanyag-felület határfelület között vagy a forraszanyag nem teljes olvadása vagy a forraszanyag összeolvadásának hiánya miatt. Ez úgy következik be, hogy a felületi oxidáció, a hűtés során bekövetkező mozgás vagy alacsony hő hatására. Az ilyen eljárással előállított ízületek általában gyengék és szemcsés megjelenésűek. Hajlamosak lesznek a meghibásodásra is, ha stressznek vagy hőmérséklet-ingadozásnak vannak kitéve.
A hideg forrasztási kötések hatása
A hideg forrasztási hiba súlyosan befolyásolhatja az áramköri lap forrasztásának és az áramkör teljesítményének minőségét.
- Gyenge forrasztás ízületek: A hideg forraszanyag ahhoz vezet, hogy az illesztések nem olvadnak meg teljesen, ami a következőkhöz vezet csökkent ízületi szilárdság és a leesés vagy törés fokozott kockázata.
- Fokozott ellenállás: A hideg forrasztási kötések általában több pórust és szennyeződést kapnak, ami megnövekedett ellenállást eredményez, és befolyásolja az áramkör normál működését.
- Akadályozott jelátvitel: A hideg forrasztás a jelátviteli vezetékek megszakadásához vagy rövidzárlat, ami befolyásolja a jelátvitel stabilitását.
A hidegforrasztási kötések típusai
Típus | Megjelenés | Rejtett hiba | Hiba kiváltó ok |
Törött ízület | van valamilyen repedés | Felszín alatti repedések (csak röntgen) | Az alkatrészek hűlés közben elmozdulnak vagy leülepednek |
Száraz ízület | szabálytalan, de tompa megjelenés | Szerves szennyeződés (FTIR-rel kimutatható) | Rossz nedvesedés oxidáció vagy elégtelen hő hatására |
Szemcsés vagy fagyos ízület | érdes, kristályszerű felület | Ón-whiskerek (SEM látható) | A teljes olvadási hőmérséklet hiánya vagy zavar a megszilárdulás során |
Hogyan lehet azonosítani a hideg forrasztási kötést
A hideg forrasztási kötések azonosításának módszerei a következők:
Szemrevételezéses ellenőrzés
Az ízület stabilan és lassan, szabad szemmel történő szemlélése még mindig az egyik leggyorsabb módja a kezdésnek. A hideg ízületek gyakran megjelennek tompa, darabos vagy hullámos, és pókhálós repedéseket mutathat. a szélén. Ezzel szemben a jó illesztés fényes, sima és egyenletes, lágy ívű.
Mikroszkópos vizsgálat
A zsúfolt táblákon vagy a szorosan egymás mellé helyezett csapokon egy kis teljesítményű nagyítóval vagy felcsatolható mikroszkóppal olyan problémákat fedezhet fel, amelyeket a szem egyszerűen nem vesz észre. A hibás forraszanyag foltosan nedves, apró csapdába esett buborékok, vagy szürke-homokos köd a felszínen. Minden egyes jel azt mutatja, hogy az olvadt fém soha nem folyt úgy, ahogyan a biztonságos kötéshez szükséges lett volna.
Elektromos ellenőrzés
Még egy egyszerű multiméter vagy egy egyszerű folytonossági tesztelő ellenőrizheti az ellenállás hirtelen megugrását, a jel kiesését vagy a nem mindennapi ingadozással történő teljes meghibásodást. Ez az egyenetlen reakció azt mutatja, hogy az illesztés soha nem záródott be teljesen, így az áramkör törékeny és megbízhatatlan.
Röntgenfelvétel Ellenőrzés
Ha a forrasztási kötések olyan alkatrészek alatt vannak elrejtve, mint például a Ball Grid Arrays (BGA-k), Röntgenfelvétel A képalkotás kiszúrhatja a repedéseket, a gyenge vagy rosszul nedvesített területeket, illetve az elektromosan nem érintkező csatlakozásokat.
Rendszeres vizsgálatok ezzel a módszerrel, különösen kézi javítások vagy hullám és reflow forrasztás, segít megerősíteni a minőséget és támogatja a szerelvény hosszú távú megbízhatóságát.
A hideg forrasztási kötések gyökerei
Hideg forrasztási kötések akkor keletkeznek, ha az olvadó fém nem képes biztonságosan megfogni mind az alkatrészvezetéket, mind a NYÁK-lapkát.
Elégtelen hő
A hideg forrasztási kötések többnyire akkor jelennek meg, amikor a a vashegy túl hideg marad, vagy csak a másodperc töredékéig érinti a kötést. Az ötvözet soha nem lépi át a liquidus vonalat, ehelyett lassan tócsázik és megfagy, mielőtt a felületeket teljesen benedvesítené. Az eredmény egy törékeny, hószerű vonal amely tompának tűnik, és mérsékelt igénybevétel esetén meghibásodik.
Oxidált vezetékek vagy párnák
Bármilyen vékony oxidréteg megszakítja a megbízható nedvesedéshez szükséges bensőséges kapcsolatot. A régi alkatrészek és lapok, különösen ha szabad levegőn tárolják őket, hajlamosak ilyen rétegek kialakulására a réz- vagy forrasztóbevonatú felületeken. Ennek következtében a forraszanyag ahelyett, hogy egyenletesen terjedne, felgyöngyözik, és a végleges kötés üregeket vagy elszigetelt szigeteket mutat, amelyek szinte semmilyen mechanikai szilárdságot nem hordoznak.
Mozgás a hűtés során
A forraszanyag kristályosodásának megszilárdulási fázisát bármilyen rázás vagy mozgás megzavarhatja. Ez gyakran eredményez szerkezeti törések vagy rossz elektromos összeköttetés, ami mechanikusan és elektromosan is gyengíti a forrasztási kötést.
Dirty Forrasztás Anyagok
Az olaj, a por és a kézi zsiradék, valamint a folyósítószer maradványai akadályozzák a forraszanyag áramlását és a nyomok kötését, ami nagyfokú tisztaságot tesz szükségessé. A szennyeződések megelőzése érdekében nagyfokú tisztaságra van szükség.
Hogyan előzhetjük meg a hideg forrasztási kötéseket?
A hideg forrasztási kötések javításához képest sokkal könnyebb elkerülni a forrasztás során. A hideg forrasztási kötések szinte teljesen kiküszöbölhetők, ha a szakemberek minden fázisban ellenőrzik a hőt, a tisztaságot és a technikát.
Lépésről lépésre hidegforrasztás Legjobb gyakorlat
Ez az a néhány lépés, amelyet meg kell tenni:
- Először is, mindig dolgozzon kalibrált forrasztópáka így a csúcs hőmérséklete állandó marad.
- Következő, alaposan súrolja az alkatrészt a vezetékeket és a NYÁK-lapokat izopropil-alkohollal vagy finom csiszolóanyaggal, eltávolítva a forraszanyag folyását gátló oxidációt és zsírt.
- Ezután alkalmazza friss, alacsony aktivitású fluxus kimért mennyiségben - a fugát körbe kell gyöngyöznie anélkül, hogy túlzottan összecsapódna.
- Forrasztás közben, tartsa mozdulatlanul az alkatrészeket csipesszel vagy rögzítővel, lehetővé teszi az olvadt fém egyenletes kötését, és megakadályozza az elmozdulást a megszilárdulás előtt.
- A után összeszerelés, futás automatizált optikai ellenőrzés, szúrópróbaszerű melegítéses vizsgálatok és egyéb minőségellenőrzések, amelyekkel az apró hibákat még azelőtt észreveszik, hogy a lapok elhagynák a gyártósort.
Az ellenőrzések ezen sorrendjének követése jelentősen megerősíti az egyes kötéseket, és csökkenti a helyszíni meghibásodásokhoz és a drága utómunkákhoz kapcsolódó költségeket.
Különleges megfontolások a BGA/CSP alkatrészekhez
A BGA és a CSP esetében a hidegforrasztás aránya magas a következők során forró levegő reflow forrasztás, mivel a hőátadáshoz használt forró levegő nehezen hatol át a kis réseken, ami alacsony hőátadási hatékonyságot eredményez.
Ilyen helyzetekben a megoldások közé tartoznak:
- Egy trapéz alakú hőmérsékleti profil az újraolvasztás csúcshőmérsékletének mérsékelt csökkentése a csúcshőmérsékleti idő meghosszabbításával.
Ez javítja a hőelvezetés kapacitású alkatrészek és a nagy hőkapacitású alkatrészek, elkerülve a kisebb alkatrészek túlmelegedését.
- A hőellátás javítása reflow forrasztáshoz.
A reflow forrasztás során több ezer alkatrész hegesztése történik egy PCB szubsztrátum. Ha a NYÁK nem azonos méretű, eltérő hőkapacitású vagy területű, az egyenetlen hőmérsékletet okoz. Infravörös fűtés az azonos tárgy felületének egyenletes melegítésére használható, kis hőfeszültséget eredményezve a hegesztett alkatrészekben, nagy termikus hatékonyságot és energiamegtakarítást eredményezve.
Összehasonlítás: Más forrasztási hibák
A következő táblázat felsorolja a forrasztási folyamat során előforduló különböző forrasztási hibákat, valamint azok okait és hatásait:
Hiba | Megjelenés | Elektromos hatás | Ok |
Hideg forrasztás közös | Tompa, repedezett, szemcsés | Időszakos / Nyitott | Mozgás vagy nem megfelelő hő |
Hiányos forrasztás | Részleges lefedettség | Rossz vezetőképesség | A forraszanyag felhordása elégtelen |
Üres forraszanyag | Nincs forraszanyag jelen | Nyitott áramkör | Forrasztópaszta kihagyások vagy problémák az újraolvasztás során |
Forrasztó híd | Nem kívánt forrasztóhíd | Rövidzárlat | Túl sok forraszanyag használata vagy az alkatrészek közötti távolság rosszul van kivitelezve. |
Hidegforrasztás vs. álforrasztás
- A hideg forrasztási kötések a nem megfelelő hő hatására alakulnak ki, ami miatt a forraszanyag nem olvad meg teljesen és nem nedvesíti meg a felületet.
- Az álforrasztásokat viszont gyakran a párnák vagy csapok oxidációja vagy a nem hatékony folyósítószer okozza. Ezekben az esetekben a forraszanyag megolvad, de nem kötődik hatékonyan a felülethez.
Vizuálisan a hideg forrasztási kötések durvának és tompának tűnnek, látható nem olvadt forraszanyag-részecskékkel; az álforrasztások azonban viszonylag normálisnak tűnnek.
A kötés és az érintkező felület között azonban rés van, és a kötés nem szoros, így később hajlamosak a szakaszos csatlakozási problémákra.
Következtetés
A hideg forrasztási kötések továbbra is állandó kihívást jelentenek a elektronikai gyártás és javítás, ami a termék megbízhatóságát veszélyezteti a megszakadó csatlakozások és a korai meghibásodások miatt. Szigorú folyamatellenőrzések végrehajtása.beleértve a pontos hőmérséklet-szabályozást, az oxidáció megakadályozását és a hűtés során fellépő mozgások mérséklését.-jelentősen csökkenti az előfordulási arányokat. Az olyan összetett szerelvényeknél, mint a BGA-k és a CSP-k, speciális termikus profilkészítési és ellenőrzési protokollok elengedhetetlenek a robusztus forrasztási kapcsolatok biztosításához.
Mint a PCB minőségbiztosítás szakértői, ELEPCB biztosít:
- Fejlett ellenőrzés: A PCB-k felszín alatti hibáinak felderítése a kiváló minőség megőrzése érdekében
- Forrasztási folyamatok ellenőrzése: A hideg ízületek kiváltó okainak azonosítása és megszüntetése
- IPC tanúsított szolgáltatások: Obtaining ISO9000、ISO9001:2005、ISO14001、UL、TS16949 certificates
Lépjen kapcsolatba szakértői csapatunkkal hogy megbeszéljük az Ön konkrét megbízhatósági kihívásait.
GYIK
1. kérdés: Milyen bizonyítékok utalnak hideg forrasztási kötésre egy egyébként működő berendezésben?
A1: Tipikus jelek a villódzó kijelzők, a hirtelen visszaállítások, a hangkimaradások vagy a sporadikus áramkimaradások. A készülék puszta megérintése gyakran egy pillanatra helyreállítja a működést, ami azt mutatja, hogy az illesztés nem megbízhatóan stabil.
A2: Idővel megjelenhet, különösen gyakori fűtés, hűtés, vibráció vagy fokozatos oxidáció esetén, amely gyengíti a kötést. A zord, poros vagy párás helyen tartott eszközök különösen veszélyeztetettek.
A3: Először forrasztja ki a rossz kötést egy szivattyúval vagy kanóccal, majd tisztítsa meg a padot és az ólmot, adjon hozzá friss fluxust, és forrassza újra, miközben gondosan ellenőrzi a hőt, hogy az új kötés megfelelően megszilárduljon.
A4: Egy digitális multiméter, egy tisztességes kézi lencse vagy egy kis mikroszkóp és a szokásos forrasztókészlet a legtöbb esetben elegendő. Sűrű vagy kritikus lapok esetén a röntgen- vagy jelkövető felszerelés hasznos, de ritkán nélkülözhetetlen.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian