Компоненты припаиваются к печатным платам, образуя готовую печатную плату, которая может выполнять предусмотренные функции. Если ваша печатная плата используется для надежного применения, хорошие паяные соединения имеют решающее значение. Идеальные и качественные соединения должны быть гладкими и блестящими. Однако в процессе пайки возникает множество дефектов, которые могут привести к плохому качеству паяных соединений и, в конечном итоге, к выходу из строя электронного узла. В этом блоге мы обобщили 5 распространенных дефектов пайки, проанализировали их основные причины и последствия, а также предложили соответствующие решения для их предотвращения.
1. Спаивание
С ростом использования более мелких компонентов дефекты паяных мостов становятся все более вероятными, и эти дефекты пайки нельзя игнорировать или упускать из виду.
Как выглядит паяное соединение?
Две детали на печатной плате, которые не должны быть соединены, случайно соединились между собой припоем. Эти паяные мостики могут быть очень маленькими, что затрудняет их обнаружение. mes
Причины
- Нанесение слишком большого количества припоя, который стекает на соседние контакты или площадки.
- Небольшое расстояние между контактами.
- Некачественный дизайн трафарета печатной платы, приводящий к неправильному нанесению припоя.
- Неправильная техникапайки, например перегрев или недостаточное время затвердевания.
- Неправильное расположение компонентов.
Последствия
- Если не обнаружить вовремя, это может привести к короткому замыканию или перегоранию компонентов.
- В более серьезных случаях плата может быть разрушена и стать непригодной для использования.
Как предотвратить образование паяных мостиков?
- Избегайте нанесения слишком большого количества припоя и используйте соответствующую технику.
- Контролируйте температуру (например, оптимизируйте профиль пайки), чтобы избежать перегрева, который приводит к неконтролируемому растеканию припоя.
- Выбирайте точные паяльные инструменты, например с меньшими наконечниками.
- Используйте отпайку или паяльную нить для удаления лишнего припоя.
- Соблюдайте правильную длину выводов компонентов THT, избегая избыточного количества припоя для их соединения.
- Используйте высокоточное оборудование для монтажа, чтобы обеспечить точное размещение компонентов.
2. Томбстонинг
Эти дефекты пайки обычно возникают в компонентах SMT, таких как конденсаторы, индукторы и резисторы.
Почему это называется «гробничным эффектом»? Как это выглядит?
При пайке переплавлением паяльная паста на контактных площадках компонентов не плавится одновременно. Совокупная сила, создаваемая поверхностным натяжением, тянет компонент к контактной площадке, где припой плавится быстрее. В результате один конец компонента отрывается от контактной площадки, напоминая надгробную плиту.
Причины
- Термический дисбаланс между двумя площадками в процессе пайки.
- Неравномерный размер или форма паяльной площадки могут привести к неравномерному или недостаточному смачиванию припоем.
Последствия
- Компоненты не могут быть правильно припаяны к площадке.
- Это может привести к размыканию цепей и повлиять на работоспособность платы.
Как предотвратить «гробничный эффект»?
- Используйте симметричные площадки и убедитесь, что они имеют одинаковую теплопроводность.
- Оптимизируйте профиль пайки, чтобы обеспечить равномерный нагрев.
3. Холодные паяные соединения
Это распространенные, но опасные дефекты пайки, которые легко приводят к растрескиванию паяных соединений и в конечном итоге к выходу из строя. Когда припой не плавится полностью, появляются холодные паяные соединения.
Как выглядят холодные паяные соединения?
Эти паяные соединения легко идентифицировать по их шероховатому, тусклому и неаккуратному внешнему виду. Их структурная прочность слабая.
Причины
- Низкая температура паяльника, приводящая к недостаточному нагреву.
- Недостаточное время нагрева паяльника на паяных соединениях.
- Недостаточная очистка позволяет загрязнениям (таким как пыль, оксиды металлов и жир) попасть в паяные соединения, препятствуя правильному пайке.
- Быстрый процесс охлаждения или воздействие факторов вибрации.
Последствия
- Это приведет к плохой электропроводности, которая может быть прерывистой или полностью отсутствовать.
- Из-за постоянных механических нагрузок, таких как вибрация и движение, может произойти износ паяных соединений.
- Отказ паяного соединения может произойти во время первоначального использования продукта.
Как предотвратить образование холодных паяных соединений?
- Сохраняйте стабильностькомпонентов во время охлаждения до полного остывания припоя (обычно от 3 до 5 секунд) и образования качественных паяных соединений.
- Тщательно очистите поверхность, чтобы удалить любые загрязнения, которые могут повлиять на формирование качественных паяных соединений.
- Температура должна поддерживаться в умеренном диапазоне, не слишком высокой и не слишком низкой. Как минимум на 15 °C выше температуры плавления припоя и поддерживаться в течение не менее 45 секунд.
4. Припойные шарики
Припойные шарики также являются распространенным дефектом пайки, который не оказывает прямого влияния на цепи. Когда плата работает в условиях высокой температуры, припойный шарик может расплавиться, вызывая короткое замыкание между компонентами и дорожками. Они не только влияют на ее работоспособность, но и сказываются на внешнем виде электронного изделия.
Как выглядят шарики припоя?
Как следует из названия, это небольшие шарики припоя, расположенные на поверхности печатной платы (например, на контактных площадках или других металлических частях). Шарики припоя обычно яркие, блестящие, серебристого цвета и разного размера.
Причины
- Во время пайки переплавлением влага, захваченная в паяльной пасте, быстро расширяется, вызывая разбрызгивание паяльной пасты и образование шариков.
- Если нанести слишком много паяльной пасты, излишки пасты перетекают, образуя шарики припоя.
- Из-за неправильного профиля пайки (слишком низкая температура или недостаточное время предварительного нагрева) припой не может полностью расплавиться, что приводит к образованию шариков припоя. Кроме того, при слишком быстром нагреве паяльная паста бурлит, что также приводит к образованию шариков.
- Загрязнение печатной платы, например грязью или другими остатками, может помешать плавкому течению припоя, вызывая образование шариков припоя.
Последствия
- Случайные шарики припоя могут соединять соседние контактные площадки или дорожки с мелким шагом, что приводит к перебоям в работе или постоянным коротким замыканиям.
- Видимые шарики припоя означают плохой контроль процесса и могут привести к неудачным результатам проверки.
- Припойные шарики делают печатную плату неаккуратной и непрофессиональной.
Как предотвратить образование шариков припоя?
- Храните паяльную пасту при температуре 2-10 ° Перед использованием поместите ее в нормальные условия на четыре-шесть часов, чтобы она достигла температуры 20-25 °C (температура окружающей среды). Цель состоит в том, чтобы предотвратить образование конденсата на поверхности паяльной пасты.
- Рекомендуется использовать трафарет SMT для контроля использования паяльной пасты. Для различных конструкций (компоненты с мелким шагом) можно выбрать идеальную толщину трафарета.
- Сбросьте и оптимизируйте профиль пайки. Убедитесь, что пиковая температура выше температуры плавления припоя. Увеличьте время предварительного нагрева до 60–120 секунд и поддерживайте температуру 150–180 °C, чтобы удалить влагу и обеспечить равномерное растекание припоя.
- Перед пайкой полностью очистите печатную плату, чтобы никакие загрязнения не повлияли на правильное растекание паяльной пасты.
5. Приподнятые контакты
Хотя приподнятые контакты являются распространенным дефектом пайки, который можно исправить, профилактика всегда предпочтительнее лечения.
Как выглядят поднятые контакты?
Контактные площадки печатной платы — это металлические детали, которые соединяют компоненты с печатными платами. Когда контактные площадки подвергаются механическим или термическим нагрузкам, они могут отрываться от поверхности печатной платы.
Причины
- Сцепление медной фольги уменьшается с повышением температуры поверхности. Перегрев во время пайки, особенно во время пайки волной припоя или пайки оплавлением, может сделать паяльные площадки более подверженными отрыву.
- Когда паяльные площадки расположены под компонентами, они находятся в слепой зоне. Техникам трудно увидеть паяные соединения. Если они пытаются переместить компонент, пока припой еще не остыл, площадки могут отклеиться из-за механического воздействия.
- Неудачная конструкция площадок, например неправильный размер, форма и расположение, также приводит к их отрыву в процессе сборки.
Последствия
- Электрическое соединение между компонентом и печатной платой будет прервано.
- Если отклеившиеся площадки соприкасаются с соседними компонентами или дорожками, это может привести к короткому замыканию. Это особенно важно для компактных плат с высокой плотностью, где расстояние между дорожками составляет всего 0,1 мм.
Как предотвратить поднятие контактных площадок?
- Используйте паяльники с регулируемой температурой, чтобы избежать перегрева.
- Выбирайте клеящие материалы, устойчивые к высоким температурам.
- Используйте правильную технику пайки и следуйте правильной процедуре, чтобы избежать смещения компонентов.
- Оптимизируйте конструкцию контактных площадок, чтобы они выдерживали механические и термические нагрузки во время процесса сборки.
Заключительные слова
Понимание и предотвращение распространенных дефектов пайки способствует улучшению качества пайки, снижению потребности в ремонте и обеспечению более надежной работы платы. Анализируя причины и последствия этих дефектов пайки, можно принять соответствующие меры по их предотвращению. Если дефекты уже возникли, их можно быстро обнаружить и устранить.
