Spájkovacie premostenie SMT je bežnou výzvou, ktorej čelia výrobcovia elektroniky počas procesu montáže. K tomuto javu dochádza, keď spájka neúmyselne spojí dva susediace komponenty alebo vodivé oblasti, čo má za následok skrat alebo ohrozenie funkčnosti.V tomto článku sa ponoríme do zložitosti spájkovacích mostíkov SMT vrátane ich príčin, preventívnych opatrení a účinných riešení.
1.Čo je spájkovacie premostenie SMT PCB:
Spájkovacie premostenie SMT, tiež známe ako „spájkový skrat“ alebo „spájkovací mostík“, sa vyskytuje počas montáže komponentov technológie povrchovej montáže (SMT) na dosku s plošnými spojmi (PCB). V SMT sú komponenty namontované priamo na povrch PCB a spájkovacia pasta sa používa na vytvorenie elektrických a mechanických spojení medzi komponentom a PCB. Počas procesu spájkovania sa spájkovacia pasta nanáša na dosky plošných spojov a vývody komponentov SMT. PCB sa potom zahreje, čo spôsobí roztavenie spájkovacej pasty a jej tečenie, čím sa vytvorí spojenie medzi komponentom a doskou plošných spojov.
2. Príčiny spájkovania SMT PCB:
SMT spájkovacie premostenie nastane, keď sa počas montáže vytvorí neúmyselné spojenie medzi susednými podložkami alebo vodičmi na doske s plošnými spojmi (PCB). Tento jav môže viesť ku skratom, nesprávnemu zapojeniu a celkovému zlyhaniu elektronických zariadení.
Spájkovacie mostíky SMT sa môžu vyskytnúť z rôznych dôvodov, vrátane nedostatočného objemu spájkovacej pasty, nesprávneho alebo nesprávne zarovnaného dizajnu šablóny, nedostatočného pretavenia spájkovaného spoja, kontaminácie PCB a nadmerného množstva zvyškov taviva.Nedostatočné množstvo spájkovacej pasty je jednou z príčin spájkovacích mostíkov. Počas procesu tlače šablóny sa spájkovacia pasta nanáša na dosky plošných spojov a vývody komponentov. Ak nenanesiete dostatok spájkovacej pasty, môžete skončiť s nízkou výškou odstupu, čo znamená, že nebude dostatok miesta pre spájkovaciu pastu na správne pripojenie komponentu k podložke. To môže viesť k nesprávnemu oddeleniu komponentov a tvorbe spájkovacích mostíkov medzi susednými komponentmi. Nesprávny dizajn šablóny alebo nesprávne zarovnanie môže tiež spôsobiť premostenie spájky.
Nesprávne navrhnuté šablóny môžu spôsobiť nerovnomerné usadzovanie spájkovacej pasty počas aplikácie spájkovacej pasty. To znamená, že v niektorých oblastiach môže byť príliš veľa spájkovacej pasty a v iných príliš málo.Nevyvážené usadzovanie spájkovacej pasty môže spôsobiť premostenie spájky medzi susednými komponentmi alebo vodivými oblasťami na doske plošných spojov. Podobne, ak šablóna nie je správne zarovnaná počas nanášania spájkovacej pasty, môže to spôsobiť nesprávne zarovnanie nánosov spájky a vytváranie spájkovacích mostíkov.
Neadekvátne pretavenie spájkovaného spoja je ďalšou príčinou premostenia spájky. Počas procesu spájkovania sa doska plošných spojov so spájkovacou pastou zahreje na špecifickú teplotu, aby sa spájkovacia pasta roztavila a stekala a vytvárala spájkové spoje.Ak teplotný profil alebo nastavenia pretavenia nie sú správne nastavené, spájkovacia pasta sa nemusí úplne roztopiť alebo správne tiecť. To môže viesť k neúplnému roztaveniu a nedostatočnému oddeleniu medzi susednými podložkami alebo vodičmi, čo vedie k premosteniu spájky.
Kontaminácia PCB je častou príčinou spájania spájok. Pred procesom spájkovania môžu byť na povrchu PCB prítomné nečistoty, ako je prach, vlhkosť, olej alebo zvyšky taviva.Tieto nečistoty môžu interferovať so správnym zmáčaním a tokom spájky, čo uľahčuje spájkovanie neúmyselné spojenie medzi susednými plôškami alebo vodičmi.
Nadmerné zvyšky taviva môžu tiež spôsobiť tvorbu spájkovacích mostíkov. Tavidlo je chemikália používaná na odstraňovanie oxidov z kovových povrchov a podporuje zmáčanie spájky počas spájkovania.Ak však tavidlo nie je po spájkovaní dostatočne vyčistené, môže zanechať zvyšky. Tieto zvyšky môžu pôsobiť ako vodivé médium, ktoré umožňuje spájke vytvárať neúmyselné spojenia a spájkovať mostíky medzi susednými podložkami alebo vodičmi na doske plošných spojov.
3. Preventívne opatrenia pre spájkovacie mostíky SMT DPS:
A. Optimalizujte dizajn a zarovnanie šablóny: Jedným z kľúčových faktorov pri predchádzaní spájkovacím mostíkom je optimalizácia dizajnu šablóny a zabezpečenie správneho zarovnania počas aplikácie spájkovacej pasty.To zahŕňa zmenšenie veľkosti otvoru na kontrolu množstva spájkovacej pasty nanesenej na doštičky plošných spojov. Menšie veľkosti pórov pomáhajú znižovať možnosť rozšírenia nadbytočnej spájkovacej pasty a spôsobenia premostenia. Okrem toho zaoblenie okrajov otvorov v šablóne môže podporiť lepšie uvoľňovanie spájkovacej pasty a znížiť tendenciu spájky premosťovať sa medzi susednými plôškami. Implementácia techník proti premosteniu, ako je začlenenie menších mostíkov alebo medzier do dizajnu šablóny, môže tiež pomôcť zabrániť premosteniu spájky. Tieto funkcie zabraňujúce premosteniu vytvárajú fyzickú bariéru, ktorá blokuje tok spájky medzi susednými plôškami, čím sa znižuje možnosť vytvorenia spájkovacieho mostíka. Správne zarovnanie šablóny počas procesu prilepovania je rozhodujúce pre udržanie požadovaného rozstupu medzi komponentmi. Nesprávne zarovnanie má za následok nerovnomerné usadzovanie spájkovacej pasty, čo zvyšuje riziko vzniku spájkovacích mostíkov. Použitie vyrovnávacieho systému, ako je napríklad systém videnia alebo laserové zarovnanie, môže zabezpečiť presné umiestnenie šablóny a minimalizovať výskyt premostenia spájky.
B. Kontrola množstva spájkovacej pasty: Kontrola množstva spájkovacej pasty je rozhodujúca, aby sa zabránilo nadmernému usadzovaniu, ktoré môže viesť k premosteniu spájky.Pri určovaní optimálneho množstva spájkovacej pasty je potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Patria sem rozstup komponentov, hrúbka šablóny a veľkosť podložky. Rozstup komponentov hrá dôležitú úlohu pri určovaní dostatočného množstva potrebnej spájkovacej pasty. Čím bližšie sú súčiastky k sebe, tým menej spájkovacej pasty je potrebné, aby sa zabránilo premosteniu. Hrúbka šablóny tiež ovplyvňuje množstvo nanesenej spájkovacej pasty. Hrubšie šablóny majú tendenciu nanášať viac spájkovacej pasty, zatiaľ čo tenšie šablóny majú tendenciu nanášať menej spájkovacej pasty. Úprava hrúbky šablóny podľa špecifických požiadaviek na montáž PCB môže pomôcť kontrolovať množstvo použitej spájkovacej pasty. Pri určovaní vhodného množstva spájkovacej pasty treba zvážiť aj veľkosť plôšok na DPS. Väčšie vankúšiky môžu vyžadovať väčší objem spájkovacej pasty, zatiaľ čo menšie vankúšiky môžu vyžadovať menší objem spájkovacej pasty. Správna analýza týchto premenných a zodpovedajúca úprava objemu spájkovacej pasty môže pomôcť zabrániť nadmernému usadzovaniu spájky a minimalizovať riziko premostenia spájky.
C. Zabezpečte správne pretavenie spájkovaného spoja: Dosiahnutie správneho pretavenia spájkovaného spoja je rozhodujúce pre zabránenie vzniku spájkovacích mostíkov.To zahŕňa implementáciu vhodných teplotných profilov, časov zotrvania a nastavení pretavenia počas procesu spájkovania. Teplotný profil sa vzťahuje na cykly zahrievania a chladenia, ktorými PCB prechádza počas pretavenia. Je potrebné dodržiavať odporúčaný teplotný profil pre konkrétnu použitú spájkovaciu pastu. To zaisťuje úplné roztavenie a tok spájkovacej pasty, čo umožňuje správne zvlhčenie vývodov súčiastok a podložiek plošných spojov a zároveň zabraňuje nedostatočnému alebo neúplnému pretaveniu. Pozorne by sa mal zvážiť aj čas zotrvania, ktorý sa vzťahuje na čas, počas ktorého je PCB vystavená maximálnej teplote spätného toku. Dostatočný čas zotrvania umožňuje spájkovacej paste úplne skvapalniť a vytvoriť požadované intermetalické zlúčeniny, čím sa zlepší kvalita spájkovaného spoja. Nedostatočná doba zotrvania má za následok nedostatočné natavenie, čo má za následok neúplné spájkované spoje a zvýšené riziko spájkovacích mostíkov. Nastavenia pretavenia, ako je rýchlosť dopravníka a špičková teplota, by sa mali optimalizovať, aby sa zabezpečilo úplné roztavenie a stuhnutie spájkovacej pasty. Je dôležité riadiť rýchlosť dopravníka, aby sa dosiahol primeraný prenos tepla a dostatočný čas na to, aby spájkovacia pasta tiekla a stuhla. Špičková teplota by mala byť nastavená na optimálnu úroveň pre špecifickú spájkovaciu pastu, aby sa zabezpečilo úplné pretavenie bez spôsobenia nadmerného usadzovania alebo vytvárania mostíkov.
D. Riadenie čistoty DPS: Správne riadenie čistoty DPS je rozhodujúce pre zabránenie premostenia spájky.Kontaminácia na povrchu PCB môže interferovať so zmáčaním spájky a zvyšovať pravdepodobnosť tvorby spájkovacieho mostíka. Odstránenie kontaminantov pred procesom zvárania je rozhodujúce. Dôkladné čistenie PCB pomocou vhodných čistiacich prostriedkov a techník pomôže odstrániť prach, vlhkosť, olej a iné nečistoty. To zaisťuje, že spájkovacia pasta správne zmáča dosky plošných spojov a vývody súčiastok, čím sa znižuje možnosť vzniku spájkovacích mostíkov. Okrem toho, správne skladovanie a manipulácia s PCB, ako aj minimalizácia ľudského kontaktu, môže pomôcť minimalizovať kontamináciu a udržať celý proces montáže čistý.
E. Kontrola a prepracovanie po spájkovaní: Vykonanie dôkladnej vizuálnej kontroly a automatizovanej optickej kontroly (AOI) po procese spájkovania je rozhodujúce pre identifikáciu akýchkoľvek problémov s premostením spájky.Rýchla detekcia spájkovacích mostíkov umožňuje včasné prepracovanie a opravy na odstránenie problému skôr, ako spôsobí ďalšie problémy alebo poruchy. Vizuálna kontrola zahŕňa dôkladnú kontrolu spájkovaných spojov, aby sa identifikovali akékoľvek známky spájania spájok. Zväčšovacie nástroje, ako je mikroskop alebo lupa, môžu pomôcť presne identifikovať prítomnosť zubného mostíka. Systémy AOI využívajú inšpekčnú technológiu založenú na obraze na automatickú detekciu a identifikáciu defektov spájkovacieho mostíka. Tieto systémy dokážu rýchlo skenovať dosky plošných spojov a poskytnúť podrobnú analýzu kvality spájkovaného spoja vrátane prítomnosti premostenia. Systémy AOI sú obzvlášť užitočné pri detekcii menších, ťažko dostupných spájkovacích mostíkov, ktoré môžu počas vizuálnej kontroly prehliadnuť. Po objavení spájkovacieho mostíka by sa mal okamžite prepracovať a opraviť. To zahŕňa použitie vhodných nástrojov a techník na odstránenie prebytočnej spájky a oddelenie mostíkov. Uskutočnenie potrebných krokov na opravu spájkovacích mostíkov je rozhodujúce pre zabránenie ďalším problémom a zabezpečenie spoľahlivosti hotového výrobku.
4. Efektívne riešenia pre SMT PCB spájkovacie premostenie:
A. Ručné odspájkovanie: Pre menšie spájkovacie mostíky je efektívnym riešením ručné odstránenie spájky, pomocou spájkovačky s jemným hrotom pod lupou získate prístup k spájkovaciemu mostíku a jeho odstránenie.Táto technológia vyžaduje starostlivé zaobchádzanie, aby nedošlo k poškodeniu okolitých komponentov alebo vodivých oblastí. Aby ste odstránili spájkovacie mostíky, zahrejte hrot spájkovačky a opatrne ho naneste na prebytočnú spájku, roztavte ju a odsuňte. Je dôležité zabezpečiť, aby hrot spájkovačky neprišiel do kontaktu s inými komponentmi alebo oblasťami, aby nedošlo k poškodeniu. Táto metóda funguje najlepšie tam, kde je spájkovací mostík viditeľný a prístupný a je potrebné dbať na presné a kontrolované pohyby.
B. Na prepracovanie použite spájkovačku a spájkovací drôt: Prepracovanie pomocou spájkovačky a spájkovacieho drôtu (tiež známeho ako odspájkovacie opletenie) je ďalším efektívnym riešením na odstránenie spájkovacích mostíkov.Spájkovací knôt je vyrobený z tenkého medeného drôtu potiahnutého tavivom, ktoré pomáha pri procese odspájkovania. Na použitie tejto techniky sa na prebytočnú spájku umiestni spájkovací knôt a na spájkovací knôt sa aplikuje teplo spájkovačky. Teplo roztaví spájku a knôt absorbuje roztavenú spájku, čím ju odstráni. Táto metóda vyžaduje zručnosť a presnosť, aby sa predišlo poškodeniu jemných komponentov, a je potrebné zabezpečiť primerané pokrytie spájkovacieho jadra na spájkovacom mostíku. Tento proces môže byť potrebné zopakovať niekoľkokrát, aby sa úplne odstránila spájka.
C. Automatická detekcia a odstránenie spájkovacieho mostíka: Pokročilé kontrolné systémy vybavené technológiou strojového videnia dokážu rýchlo identifikovať spájkovacie mostíky a uľahčiť ich odstránenie pomocou lokalizovaného laserového ohrevu alebo technológie prúdenia vzduchu.Tieto automatizované riešenia poskytujú vysokú presnosť a efektivitu pri detekcii a odstraňovaní spájkovacích mostíkov. Systémy strojového videnia využívajú kamery a algoritmy na spracovanie obrazu na analýzu kvality spájkovaného spoja a detekciu akýchkoľvek anomálií vrátane spájkovacích mostíkov. Po identifikácii môže systém spustiť rôzne režimy zásahu. Jednou z takýchto metód je lokalizované laserové zahrievanie, kde sa laser používa na selektívne zahrievanie a roztavenie spájkovacieho mostíka, aby sa dal ľahko odstrániť. Ďalší spôsob zahŕňa použitie koncentrovaného prúdu vzduchu, ktorý aplikuje riadený prúd vzduchu na odfúknutie prebytočnej spájky bez ovplyvnenia okolitých komponentov. Tieto automatizované systémy šetria čas a námahu a zároveň zabezpečujú konzistentné a spoľahlivé výsledky.
D. Používajte selektívne spájkovanie vlnou: Selektívne spájkovanie vlnou je preventívna metóda, ktorá znižuje riziko vzniku spájkovacích mostíkov počas spájkovania.Na rozdiel od tradičného vlnového spájkovania, ktoré ponorí celú dosku plošných spojov do vlny roztavenej spájky, selektívne vlnové spájkovanie aplikuje roztavenú spájku iba na špecifické oblasti, čím sa obchádza ľahko premosťujúce komponenty alebo vodivé oblasti. Táto technológia sa dosahuje použitím presne riadenej trysky alebo pohyblivej zváracej vlny, ktorá sa zameriava na požadovanú oblasť zvárania. Selektívnym nanášaním spájky možno výrazne znížiť riziko nadmerného rozširovania spájky a vytvárania mostíkov. Selektívne vlnové spájkovanie je obzvlášť účinné na doskách plošných spojov so zložitým usporiadaním alebo súčiastkami s vysokou hustotou, kde je vyššie riziko spájania spájok. Poskytuje väčšiu kontrolu a presnosť počas procesu zvárania, čím sa minimalizuje možnosť výskytu spájkovacích mostíkov.
v súhrne SMT spájkovacie premostenie je významnou výzvou, ktorá môže ovplyvniť výrobný proces a kvalitu produktov vo výrobe elektroniky. Pochopením príčin a prijatím preventívnych opatrení však môžu výrobcovia výrazne znížiť výskyt spájania spájok. Optimalizácia dizajnu šablóny je kritická, pretože zaisťuje správne nanášanie spájkovacej pasty a znižuje možnosť, že prebytočná spájkovacia pasta spôsobí premostenie. Okrem toho riadenie objemu spájkovacej pasty a parametrov pretavenia, ako je teplota a čas, môže pomôcť dosiahnuť optimálnu tvorbu spájkovaného spoja a zabrániť premosteniu. Udržiavanie povrchu DPS v čistote je rozhodujúce, aby sa zabránilo spájaniu spájok, preto je dôležité zabezpečiť správne čistenie a odstránenie akýchkoľvek nečistôt alebo zvyškov z dosky. Postupy kontroly po zváraní, ako je vizuálna kontrola alebo automatizované systémy, môžu zistiť prítomnosť akýchkoľvek spájkovacích mostíkov a uľahčiť včasné prepracovanie na vyriešenie týchto problémov. Zavedením týchto preventívnych opatrení a vývojom efektívnych riešení môžu výrobcovia elektroniky minimalizovať riziko premostenia spájkovaním SMT a zabezpečiť výrobu spoľahlivých, vysokokvalitných elektronických zariadení. Silný systém kontroly kvality a neustále zlepšovanie sú tiež dôležité pre monitorovanie a riešenie akýchkoľvek opakujúcich sa problémov spojených s premosťovaním spájkovania. Správnymi krokmi môžu výrobcovia zvýšiť efektivitu výroby, znížiť náklady spojené s prepracovaním a opravami a v konečnom dôsledku dodať produkty, ktoré spĺňajú alebo prekračujú očakávania zákazníkov.
Čas odoslania: 11. september 2023
Späť
