La soldadura es un proceso muy crucial enEnsamblaje de PCBy fabricación, que es sumamente esencial para garantizar la funcionalidad y la fiabilidad en los ensamblajes electrónicos. El proceso de soldadura consiste en unir los componentes SMD y PTH a la PCB mediante el uso de la soldadura como medio conductor. Sin embargo, pueden producirse diferentes tipos de defectos de soldadura, y todos ellos tienen un gran impacto en la calidad del producto final.
Defectos comunes de soldadura y sus efectos
Comprender los diferentes tipos de defectos de soldadura es importante para detectarlos y abordarlos de manera eficaz. Las principales clases de defectos, considerando sus modos de falla, son:
Circuitos Abiertos
Aberturas de soldadura:Estas soldaduras abiertas ocurren cuando no hay suficiente conexión entre la pata de un componente y la almohadilla de una PCB, abriendo el circuito de manera incompleta y obstaculizando el flujo de corriente.
Almohadillas levantadas:Esto ocurre cuando el calor excesivo y la vibración mecánica provocan que la almohadilla de la PCB se desprenda, lo que lleva a la pérdida de conexión.
Saltos de soldadura:Esto ocurre cuando no se aplica soldadura a las almohadillas de los SMD, dejando así zonas sin soldar con circuitos abiertos.
Cortocircuitos
Puentes de soldadura:Cuando el exceso de soldadura forma puentes entre los conductores de la PCB y crea conexiones no deseadas, se producen cortocircuitos.
Bolas de soldadura:Estas son las pequeñas esferas sueltas de soldadura en la superficie de una PCB, que pueden causar cortocircuitos cuando quedan atrapadas entre conductores.
Salpicadura de soldadura:Las gotas de soldadura no deseadas debido a impurezas o contaminantes pueden causar cortocircuitos.
Articulaciones sueltas
Soldaduras Frías:El calentamiento insuficiente durante el proceso de soldadura dio como resultado uniones débiles que se caracterizan por una superficie rugosa y opaca.
Articulaciones alteradas:El movimiento durante la soldadura puede impedir una unión adecuada, lo que provoca fallos en la garantía de la fiabilidad.
Vacíos de soldadura:Los espacios en la unión de soldadura debilitan la conexión debido a contaminación o falta de humectación.
Soldadura insuficiente:Da como resultado una unión con poca integridad eléctrica o mecánica.
Otros defectos
Deshumectación de soldadura:Esto ocurre cuando la soldadura no se adhiere correctamente ni a la almohadilla de la PCB ni al terminal del componente.
Residuo de fundente de soldadura:El flujo residual tiene el potencial de causar corrosión o problemas con la resistencia de aislamiento.
Grietas en la soldadura:Debido al estrés o al ciclo térmico, tiende a degradarse la resistencia y la conductividad en la unión.
Tombstoning:Un extremo de un componente se levanta de la almohadilla durante la refusión debido a un calentamiento desigual.
Causas de los defectos de soldadura
La única manera de prevenir eficazmente los defectos de soldadura es identificar las causas raíz:
Problemas térmicos:La falta de calor o un enfriamiento demasiado rápido produce uniones frías y vacíos.
Cantidad de soldadura:Demasiada soldadura produce puentes. Una cantidad insuficiente produce circuitos abiertos.
Contaminación:Los aceites, óxidos o productos químicos en las superficies pueden impedir una soldadura adecuada.
Alineación faltante de componentes:La colocación incorrecta puede incluir defectos como el efecto “tombstoning”.
Defectos de diseño:El alivio térmico inadecuado y el mal diseño de la almohadilla también son causas de diversos defectos.
Choque térmico excesivo:Las temperaturas extremas pueden hacer que las pastillas se levanten y se agrieten.
Calidad de la pasta de soldadura:Un bajo contenido de metal y otros factores pueden provocar la formación de esferas de soldadura y puentes de soldadura.
Estrategias de prevención de defectos de soldadura
La prevención de defectos de soldadura requiere control en el diseño, la selección de materiales, la optimización del proceso y la inspección:
Diseño para la fabricación
Proporcione un espacio adecuado entre los conductores para evitar puentes.
Proporcione un alivio térmico generoso en el diseño de las almohadillas para ayudar a evitar el efecto “tombstoning”.
Asegúrese de que el tamaño de los componentes coincida con el diseño de las almohadillas para un ajuste correcto.
Validar diseños mediante la creación de prototipos y pruebas funcionales.
Controles de pasta de soldadura
Proporcionar alta calidadpasta de soldaduraque sea adecuado para el proceso de ensamblaje.
Compruebe periódicamente la calidad de la aplicación de la pasta de soldadura.
Almacene la pasta de soldadura respetando las fechas de caducidad.
Limpie las plantillas y controle la calidad de los orificios.
Controles de proceso
Optimice los ajustes del horno de refusión para lograr el perfil térmico ideal.
Controle las velocidades de enfriamiento para evitar defectos inducidos térmicamente.
Flux sin limpieza o limpie a fondo las PCB después de soldar.
Supervisar parámetros clave del proceso, como la temperatura y la velocidad de la cinta transportadora.- Capacitar a los operadores en las técnicas adecuadas de soldadura.
Técnicas de inspección y reparación
Un sólido sistema de inspección y reparación puede reducir en gran medida el impacto de los defectos de soldadura:
Métodos de inspección
Inspección visual:Es un buen método para observar defectos evidentes con herramientas de aumento.
AOI:La tecnología utiliza cámaras de alta resolución para inspeccionar diversos defectos de fabricación, como los defectos de soldadura.
Inspección por rayos X:Debido a que la mayoría de los defectos ocultos se producen en PCB multicapa o compactas, el método de inspección por rayos X es ideal en esta situación.
Pruebas eléctricas:Las pruebas de continuidad y funcionales garantizan que haya una conectividad adecuada.
Prueba de soldabilidad:Evalúa la calidad de la unión según la forma y los ángulos de contacto.
Técnicas de reparación
Puentes de soldadura:Retire el exceso de soldadura usando un soldador o una malla desoldadora sin dañar las uniones cercanas.
Juntas frías:Vuelva a soldar la unión, proporcionando un calentamiento adecuado para lograr un correcto humedecimiento.
Bolas de soldadura:Retire con cuidado utilizando herramientas adecuadas para evitar daños a los componentes.
Alineación de borde:volver a alinear los elementos en sus posiciones correctas.
Lápidas:Realinee los componentes con precisión a las posiciones correctas.
Almohadillas levantadas:Vuelva a fijar las almohadillas utilizando adhesivos apropiados. Sustituya la placa si es necesario.
Vacíos de soldadura:Evite vacíos utilizando un refusión adecuada, pero evite sobrecalentar la PCB.
Residuo de fundenteRequiere limpieza manual o automatizada utilizando el disolvente más adecuado.
La soldadura es uno de los procesos básicos en el ensamblaje y la fabricación de PCB. Es muy importante para garantizar la funcionalidad y la fiabilidad en los dispositivos electrónicos. Sin embargo, los defectos de soldadura relacionados con circuitos abiertos y cortocircuitos, uniones débiles y otras anomalías pueden hacer que el producto sea de baja calidad. Esta guía ha analizado los tipos comunes de defectos de soldadura, sus causas raíz y las mejores prácticas para su prevención. Emplear efectivosdiseño para la fabricación(DFM), optimizar los controles de proceso y adoptar técnicas óptimas de inspección y reparación puede ayudar a los fabricantes a reducir la incidencia de este tipo de defectos y, por lo tanto, mejorar la calidad y la fiabilidad de sus productos.
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