Tartalomjegyzék
A forrasztás kritikus folyamat a nyomtatott áramköri lapoknál összeszerelés és gyártás. Azonban különböző forrasztási hibák fordulhatnak elő, amelyek csökkentik a megbízhatóságot és a funkcionalitást. Ez az átfogó útmutató a leggyakoribb forrasztási hibákat, azok okait, megelőzésük módját és a javítási technikákat vizsgálja. A lehetséges forrasztási problémák ismeretében a nyomtatott áramköri lapok gyártói és összeszerelői célzott stratégiákat alkalmazhatnak a hibák elkerülése és a forrasztási folyamat optimalizálása érdekében.
A címen ELE, egy megbízható PCB gyártó és összeszerelő, soha nem kell aggódnia a forrasztási hibák miatt. Mint egyablakos NYÁK-összeszerelő, az ELE mindig figyelmet fordít a gyártási lánc minden egyes láncszemére, beleértve a következőket is hullámforrasztás és reflow forrasztás.
Gyakori forrasztási hibák és hibamódok
Ez a szakasz a leggyakoribb forrasztási hibákat ismerteti, a hiba módja alapján kategóriákba sorolva.
Nyitott áramkörök
Először is, beszéljünk a nyitott áramkör ahol nem folyhat áram. Ahhoz, hogy az áram az áramkörön átfolyjon, egy megszakítás nélküli útvonalra van szükség, az úgynevezett "zárt áramkörre". Ha az áramkörben bármilyen megszakítás vagy törés van, akkor az áramkör nyitott áramkörré válik, ami megakadályozza az áram áramlást. Nyitott áramkörben a két kapocs nincs összekötve, ami az áramkör folytonosságának megszakadását eredményezi. Bár nem folyik áram, az áramkör két pontja között mégis feszültségesés lehet.
- A forrasztás kinyílik: Nyitott forrasztási varrat akkor keletkezik, ha nincs kapcsolat az alkatrész vezeték és a NYÁK-lapka között. Ez általában akkor fordul elő, ha az ólom és a pad nem kötődik megfelelően. A nyitott varratok hiányos áramkörhöz vezetnek.
- Emelt párnák: A pad a forrasztás során a túlzott hő vagy rezgés miatt leválik a NYÁK felületéről. Ez az elektromos kapcsolat megszűnését eredményezi.
- Forrasztási kihagyások: A kihagyások akkor fordulnak elő, amikor a forraszpaszta kimarad az SMD-lapkákon, és a kötés egyes részei forrasztatlanul maradnak. Ez nyitott áramköröket hozhat létre.
Mérnöki napló
Egyszer régóta fennálló tombstoning problémával szembesültünk egy 0402-es kondenzátorokat használó, nagy alkatrészsűrűségű lapon. Az automatizált optikai ellenőrzés (AOI) következetesen ugyanazokat az alkatrészhelyeket jelölte meg. A bűnös nem a reflow-profil, hanem a NYÁK-tervezés volt, mivel az egyik kondenzátorpad egy nagyon nagy alaplaphoz, míg a másik pad egy nagyon kis nyomvonalhoz volt csatlakoztatva.
Az újraolvasztás során a kis nyomvonalbetét felforrósodott és gyorsabban visszaolvadt, lehúzva az alkatrészt a huzal-poláris erőkkel, míg a másik oldal még mindig hőelvezető volt és még nem olvadt vissza. A probléma megoldására úgy szerkesztettük meg a tervezést, hogy az alaplapi csatlakozáshoz hőelvezető elemeket adtunk, így a terhelés egyenlően oszlik meg, és az alkatrész stabilan áll.
Rövidzárlatok
A rövidzárlat egy váratlanul alacsony ellenállású útvonal, amelyen szokatlanul nagy áram halad át. Rövidzárlat akkor keletkezik, ha az áramkör ellenállása vagy az áramkör egy részének ellenállási értéke közel nulla ohmra csökken. A rövidzárlatot általában a nem megfelelő kábelezés vagy a sérült szigetelés okozza.
- Forrasztóhidak: A forraszanyag nem szándékos kapcsolatot képez a szomszédos NYÁK-vezetők között, rövidzárlatot okozva. A hidak gyakran a felesleges forraszanyagból adódnak.
- Forrasztógolyók: Az újraolvasztás során kis forraszgolyók képződhetnek a NYÁK felületén. Ezek rövidzárlatokat okozhatnak, ha a vezetékek közé szorulnak.
- Forrasztási fröccsenés: Az apró forraszcseppek szétfröccsenése rövidzárlatokhoz vezethet. A fröccsenések általában forraszanyag-szennyeződésekből vagy szennyeződésekből erednek.
Mérnöki napló
Egy 0,4 mm-es osztású QFP-t használó új termék funkcionális tesztjei nem sikerültek, mert időnként rövidzárlatok keletkeztek. A vizuális vizsgálat nehézkes volt, de a röntgenfelvétel apró, hajszálszerű forrasztóhidakat mutatott ki a csapok között. A forraszpaszta mennyisége megfelelő volt, de az újraolvasztás előtt a paszta összecsapódott és szétterült. A probléma kettős volt: a stencilnyílás kissé túl nagyra volt vágva a padhoz, és maga a forraszpaszta rosszul süllyedt.
Átálltunk egy lézervágott, elektropolírozott sablonnal készült 10% nyíláscsökkentésre, és minősítettünk egy új forraszpasztát magasabb fémtartalommal és jobb reológiával. Ez biztosította az áthidalások megszüntetéséhez szükséges éles nyomtatási meghatározást.
Gyenge ízületek
- Hidegforrasztó kötések: A forrasztás során a nem megfelelő hő nem teljes nedvesedéshez és gyenge, "hideg" kötésekhez vezet. Ezek durva, tompa felületről ismerhetők fel.
- Zavart ízületek: Más néven "megzavart forrasztási kötések". Az alkatrészek forrasztás közbeni mozgása megakadályozza a megfelelő kötést és megbízhatósági problémákat okoz.
- Forrasztási üres helyek: A forrasztási kötésben lévő hézagok vagy lyukak jelentősen csökkentik a kapcsolat szilárdságát. Az üregeket szennyeződés vagy rossz nedvesedés okozza.
- Elégtelen Forrasztás: A túl kevés forraszanyag alkalmazása a kötésben rossz elektromos és mechanikai teljesítményhez vezet. A kötés alultöltöttnek tűnhet.
Mérnöki napló
A forrasztási kötésben megrekedt gázzsebek, amelyek a röntgenfelvételen láthatóak. Ezeket gyakran a folyasztószer illékony anyagaiból származó gázok okozzák, amelyeknek nincs idejük távozni. Míg a kis hézagok gyakran elfogadhatóak az IPC-szabványok szerint, a nagy hézagok például egy QFN hőszigetelő lapka alatt súlyosan ronthatják a hőteljesítményt, és az alkatrész túlmelegedéséhez vezethetnek.
Egyéb hibák
- Forrasztási nedvesség: A forraszanyag nem tapad megfelelően a NYÁK-alaplaphoz vagy az alkatrészvezetékhez. A forrasztási fedettség hiányos területein látható a nedvesség.
- Forrasztófolyadék-maradék: A forrasztás után visszamaradt folyékony anyag korrózióhoz vagy szigetelési ellenálláshoz vezethet. A folyasztószer-maradványok fehér, barna vagy tiszta maradványok formájában jelennek meg.
- Forrasztási repedés: A forrasztási kötéseken belüli repedéseket gyakran a stressz vagy az ismételt hőciklusok okozzák. A repedezett kötések csökkent szilárdsággal és vezetőképességgel rendelkeznek.
- Sírbatétel: Az újraolvasztás során az alkatrész egyik vége kiemelkedik a lapkából, ami egy sírkőhöz hasonlít. Ez a helytelen igazodás nyitásokat vagy rövidzárlatokat okoz.
A gyakori PCB forrasztási hibák okai
A forrasztási hibák megelőzésének kulcsa, hogy megértsük, mi okozza a forrasztási hibákat. Íme a fent vázolt meghibásodási módok leggyakoribb kiváltó okai közül néhány:
- A forrasztás során a nem megfelelő hő vagy a túl gyors hűtés hideg kötésekhez, hézagokhoz, rossz nedvesedéshez és egyéb hibákhoz vezet.
- A túlzott forraszanyag-mennyiség hidakat, jégcsapokat és sírköveket hozhat létre. A túl kevés forraszanyag nyitott és nedvesedést okoz.
- Az olajokból, oxidokból, zsírokból vagy vegyi anyagokból származó forraszanyag-szennyeződések nedvesedéshez, üregekhez, jégcsapokhoz és egyéb megbízhatósági problémákhoz vezetnek.
- Az alkatrész elferdülése vagy mozgása az újraolvasztás során tombstoninget, torzulást és zavart kötéseket okoz.
- Az olyan tervezési problémák, mint az elégtelen hőelvezetés, a kis méretű betétek vagy a nem megfelelő betétközök hozzájárulnak a tombstoninghez, a hidakhoz és a kihagyásokhoz.
- A forrasztás vagy működés közbeni túlzott hősokk megemeli a párnákat, és idővel repedéseket okoz.
- A maradék forrasztófolyadék növeli a szigetelési ellenállást és korrózióveszélyt okoz.
- A forraszpaszta minőségi problémái, mint például a magas süllyedés, az alacsony fémtartalom vagy a szennyeződés, forraszgombolyagot, fröccsenést és áthidalást okoznak.
A PCB forrasztási hibák megelőzése
A forrasztási hibák megelőzhetők a következő ellenőrzésekkel tervezés, anyagok kiválasztás, folyamatoptimalizálás, ellenőrzésés egyéb intézkedések.
Gyártástervezés (DFM)
- Hagyjon elegendő távolságot a vezető elemek között a hídképződés megakadályozása érdekében.
- A megfelelő hőelvezetés beépítése a betétkialakításokba a tombstoning elkerülése érdekében.
- Adja meg az alkatrészek méretét és távolságát a pad elrendezésének megfelelően.
- Győződjön meg róla, hogy a pad méretei megfelelnek az alkatrész vezetékméretének.
- Távolítsa el a felesleges párnákat, átvezetéseket és nyomvonalakat. -Hitelesítse a funkcionalitást prototípusok készítésével és tesztelésével.
Forrasztópaszta vezérlők
- Válasszon kiváló minőségű forraszpaszta alkalmas az összeszerelési folyamathoz.
- A forraszpaszta ellenőrzésének végrehajtása az alkalmazás minőségének ellenőrzésére.
- A forraszpasztát megfelelően tárolja, és ha lejárt, dobja ki.
- Használja a NYÁK számára optimális forraszpaszta nyomtatási sebességet, nyomást és elválasztást.
- Rendszeresen tisztítsa meg a sablonokat, és ellenőrizze a nyílások minőségét.
Folyamatvezérlés
- Állítsa be a reflow sütő zónáit az ideális hőprofil és atmoszféra érdekében.
- Szabályozza a hűtési sebességet a hő okozta hibák megelőzése érdekében.
- Ne használjon tisztítatlan fluxust, vagy alaposan tisztítsa meg forrasztás után.
- Ellenőrizze a lapokat a gyártás során, hogy időben észrevegye a problémákat.
- A folyamatparaméterek, például a hőmérséklet és a szállítószalag sebessége monitorozása.
- Tanúsítsa a kezelőket a megfelelő forrasztási technikákra.
Ellenőrzés és tesztelés
- Szemrevételezéssel ellenőrizze a forrasztási kötések elfogadhatóságát.
- Röntgenellenőrzés a rejtett hibákat is felismerheti.
- ICT lámpatestek elektromos csatlakozások ellenőrzése.
- Automatizált optikai ellenőrzés bevezetése (AOI).
- Funkcionális tesztelés a szerelvények hőmérsékletciklusok alatt.
Gyakori forrasztási hibák javítása
Sok forrasztási hiba javítható utómunkával, megmentve a PCB összeszerelés. Íme néhány iránymutatás a tipikus hibák javításához:
Forrasztóhidak: Használjon forrasztópákát, forrasztófonalat vagy szívószerszámot a felesleges forraszanyag eltávolításához, amely létrehozza a hidat. Előzze meg a közeli kötések túlmelegedését.
Hideg ízületek: A hibás kötést forrasztópáccsal melegítse fel újra, amíg jó nedvesedést nem ér el, majd hagyja megfelelően kihűlni.
Forrasztás golyók: Távolítsa el csipesszel, vákuummal vagy szalaggal. Kerülje el a közeli alkatrészek vagy illesztések károsodását.
Sírkövek: Igazítsa újra és dolgozza át az alkatrészt, miközben elkerüli a NYÁK vagy a szomszédos alkatrészek sérülését.
Emelt párnák: Próbálja meg újra rögzíteni a párnát ragasztó vagy üvegszálas anyag segítségével. Szükség szerint dolgozza át az alkatrészeket. Súlyosan megemelkedett párnák esetén szükség lehet a lap cseréjére.
Forrasztás hézagok: Használjon forrasztópákát folyósítószerrel a kötés visszaolvasztásához és az esetleges üregek kitöltéséhez. Vigyázzon, hogy ne sérüljön meg a NYÁK vagy az alkatrész.
Fluxusmaradvány: Tisztítsa meg izopropil-alkohollal, akár kézzel, akár automata tisztítórendszerrel. Kerülje a súrolást.
Nyitva/ugrás: Használjon forraszpasztát vagy drótot forrasztópáccal a hiányzó forraszanyag pótlására. Egyeztesse az eredeti illesztési profilt.
Súlyos hibák esetén az alkatrészek teljes eltávolítása és cseréje szükséges lehet forrasztási/leforrasztási eszközökkel. Egyes összetett hibák javítását professzionális javító szakemberek végzik.
Következtetés
A PCB minőségirányítás szempontjából kritikus fontosságú az olyan gyakori forrasztási hibák megértése, mint a hideg kötések, a hídképződés, a tombstoning és a felemelt párnák. A honlap megvalósítása tervezés és folyamatellenőrzéssel számos hiba előfordulását megelőzhetjük.
Ha mégis előfordulnak hibák, a képzett kezelők sok problémát szelektív utómunka technikákkal tudnak kijavítani. Éberséggel és felkészültséggel a forrasztási hibák hatása a termék megbízhatóságára és a gyártás hatékonyságára minimálisra csökkenthető.
GYIK
A1: A forraszpaszta oxidképződésből vagy környezeti tényezőkből származó szennyeződése az elsődleges oka a forraszgolyósodásnak az újraolvasztás során.
A2: A hideg kötések durva, tompa megjelenésűek, szemben a jó kötések sima, fényes felületével. Szemcsésnek vagy alultöltöttnek is tűnhetnek.
A3: Az olyan gondos folyamatellenőrzések, mint a forrasztópáka hőmérsékletének szabályozása, a megfelelő csúcsméret használata és az IPC forrasztási szabványok betartása minimalizálják a padok kiemelését.
A4: A kisebb méret és tömeg miatt az SMD alkatrészek érzékenyebbek az újraolvasztás során fellépő hőingadozásra, ami növeli a tombstoning kockázatát.
A5: A röntgenvizsgálat és a keresztmetszetvizsgálat hatékony módszer a felszín alatti hibák, például a külsőleg nem látható üregek és repedések felderítésére.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian