Premostitev spajkanja SMT je pogost izziv, s katerim se srečujejo proizvajalci elektronike med postopkom sestavljanja. Do tega pojava pride, ko spajka nenamerno poveže dve sosednji komponenti ali prevodni območji, kar povzroči kratek stik ali ogroženo delovanje.V tem članku se bomo poglobili v zapletenost SMT spajkalnih mostov, vključno z njihovimi vzroki, preventivnimi ukrepi in učinkovitimi rešitvami.
1. Kaj je SMT PCB Solder Bridgeing:
SMT spajkalni most, znan tudi kot »spajkalni kratki spoj« ali »spajkalni most«, se pojavi med sestavljanjem komponent tehnologije za površinsko montažo (SMT) na tiskanem vezju (PCB). Pri SMT so komponente nameščene neposredno na površino PCB, spajkalna pasta pa se uporablja za ustvarjanje električnih in mehanskih povezav med komponento in PCB. Med postopkom spajkanja se spajkalna pasta nanese na plošče PCB in vodnike komponent SMT. PCB se nato segreje, kar povzroči, da se spajkalna pasta stopi in teče ter ustvari vez med komponento in PCB.
2. Vzroki za SMT PCB spajkanje:
Spajkalni most SMT se pojavi, ko med sestavljanjem nastane nenamerna povezava med sosednjimi ploščicami ali vodi na tiskanem vezju (PCB). Ta pojav lahko privede do kratkega stika, nepravilnih povezav in celotne okvare elektronske opreme.
Spajkalni mostički SMT se lahko pojavijo zaradi različnih razlogov, vključno z nezadostno prostornino spajkalne paste, nepravilno ali neporavnano zasnovo šablone, neustreznim reflowom spajkalnega spoja, kontaminacijo PCB in čezmernim ostankom fluksa.Nezadostna količina spajkalne paste je eden od vzrokov za spajkalne mostove. Med postopkom tiskanja šablon se spajkalna pasta nanese na ploščice PCB in kable komponent. Če ne nanesete dovolj spajkalne paste, boste morda imeli nizko višino odmika, kar pomeni, da ne bo dovolj prostora, da bi spajkalna pasta pravilno povezala komponento z blazinico. To lahko povzroči nepravilno ločevanje komponent in nastanek spajkalnih mostov med sosednjimi komponentami. Nepravilna zasnova šablone ali neporavnanost lahko povzročita tudi spajkalni most.
Nepravilno oblikovane šablone lahko povzročijo neenakomerno nalaganje spajkalne paste med nanosom spajkalne paste. To pomeni, da je na nekaterih območjih lahko preveč spajkalne paste, na drugih pa premalo.Neuravnotežen nanos spajkalne paste lahko povzroči premostitev spajk med sosednjimi komponentami ali prevodnimi območji na tiskanem vezju. Podobno, če šablona ni pravilno poravnana med nanosom spajkalne paste, lahko povzroči, da se usedline spajke ne poravnajo in tvorijo spajkalne mostove.
Neustrezno reflow spajkalnega spoja je še en vzrok za spajkanje. Med postopkom spajkanja se tiskano vezje s spajkalno pasto segreje na določeno temperaturo, tako da se spajkalna pasta stopi in steče ter tvori spajkalne spoje.Če temperaturni profil ali nastavitve prelivanja niso pravilno nastavljene, se spajkalna pasta morda ne bo popolnoma stopila ali pravilno pretakala. To lahko povzroči nepopolno taljenje in nezadostno ločitev med sosednjimi blazinicami ali vodniki, kar ima za posledico spajkalno premostitev.
Onesnaženje s PCB je pogost vzrok za premostitev spajk. Pred postopkom spajkanja so lahko na površini tiskanega vezja prisotni onesnaževalci, kot so prah, vlaga, olje ali ostanki talila.Ti onesnaževalci lahko motijo pravilno vlaženje in pretok spajke, zaradi česar spajka lažje tvori nenamerne povezave med sosednjimi blazinicami ali vodniki.
Prekomerni ostanki talila lahko povzročijo tudi nastanek spajkalnih mostov. Talilo je kemikalija, ki se uporablja za odstranjevanje oksidov s kovinskih površin in pospeševanje omočenja spajk med spajkanjem.Če pa talilo po spajkanju ni ustrezno očiščeno, lahko pusti ostanke. Ti ostanki lahko delujejo kot prevodni medij, kar omogoča, da spajka ustvari nenamerne povezave in spajka mostove med sosednjimi blazinicami ali vodi na tiskanem vezju.
3. Preventivni ukrepi za SMT PCB spajkalne mostove:
A. Optimizirajte zasnovo in poravnavo šablone: Eden ključnih dejavnikov pri preprečevanju spajkalnih mostov je optimizacija zasnove šablone in zagotavljanje pravilne poravnave med nanosom spajkalne paste.To vključuje zmanjšanje velikosti zaslonke za nadzor količine spajkalne paste, nanesene na ploščice PCB. Manjše velikosti por pomagajo zmanjšati možnost širjenja odvečne spajkalne paste in povzročanja premoščanja. Poleg tega lahko zaokroževanje robov lukenj šablone spodbuja boljše sproščanje spajkalne paste in zmanjša nagnjenost spajke k premostitvi med sosednjimi blazinicami. Izvajanje tehnik proti premoščanju, kot je vključitev manjših mostov ali vrzeli v zasnovo šablone, lahko prav tako pomaga preprečiti premoščanje spajk. Te funkcije za preprečevanje mostov ustvarjajo fizično oviro, ki blokira pretok spajke med sosednjimi blazinicami in s tem zmanjša možnost nastanka spajkalnega mostu. Pravilna poravnava predloge med postopkom lepljenja je ključnega pomena za vzdrževanje zahtevanega razmika med komponentami. Neusklajenost povzroči neenakomerno nalaganje spajkalne paste, kar poveča tveganje za spajkalne mostove. Uporaba sistema za poravnavo, kot je sistem za vid ali lasersko poravnavo, lahko zagotovi natančno postavitev šablone in zmanjša pojav spajkalnih mostov.
B. Nadzor količine spajkalne paste: Nadzor količine spajkalne paste je bistvenega pomena za preprečitev prekomernega nanosa, ki lahko privede do premoščanja spajkal.Pri določanju optimalne količine spajkalne paste je treba upoštevati več dejavnikov. Ti vključujejo korak komponent, debelino šablone in velikost blazinice. Razmik komponent ima pomembno vlogo pri določanju zadostne količine potrebne spajkalne paste. Bližje kot so komponente druga drugi, manj spajkalne paste je potrebno, da preprečimo premostitev. Debelina šablone vpliva tudi na količino nanesene spajkalne paste. Debelejše šablone običajno nanesejo več spajkalne paste, medtem ko tanjše šablone nanesejo manj spajkalne paste. Prilagajanje debeline šablone glede na posebne zahteve sestavljanja tiskanega vezja lahko pomaga nadzorovati količino uporabljene spajkalne paste. Pri določanju ustrezne količine spajkalne paste je treba upoštevati tudi velikost blazinic na tiskanem vezju. Večje ploščice lahko zahtevajo večjo količino spajkalne paste, manjše ploščice pa manjšo količino spajkalne paste. Pravilna analiza teh spremenljivk in ustrezno prilagajanje prostornine spajkalne paste lahko pomaga preprečiti prekomerno nalaganje spajk in zmanjša tveganje za premostitev spajk.
C. Zagotovite pravilno reflow spajkalnega spoja: Doseganje pravilnega reflowa spajkalnega spoja je ključnega pomena za preprečevanje spajkalnih mostov.To vključuje izvajanje ustreznih temperaturnih profilov, časov zadrževanja in nastavitev reflow med postopkom spajkanja. Temperaturni profil se nanaša na cikle ogrevanja in hlajenja, skozi katere gre PCB med reflowom. Upoštevati je treba priporočeni temperaturni profil za določeno uporabljeno spajkalno pasto. To zagotavlja popolno taljenje in pretok spajkalne paste, kar omogoča pravilno omočenje vodnikov komponent in plošč PCB, hkrati pa preprečuje nezadostno ali nepopolno pretakanje. Skrbno je treba upoštevati tudi čas zadrževanja, ki se nanaša na čas, ko je tiskano vezje izpostavljeno najvišji temperaturi reflowa. Zadosten čas zadrževanja omogoča, da se spajkalna pasta popolnoma utekočini in tvori zahtevane intermetalne spojine, s čimer se izboljša kakovost spajkalnega spoja. Nezadosten čas zadrževanja povzroči nezadostno taljenje, kar ima za posledico nepopolne spajkalne spoje in povečano tveganje za spajkalne mostove. Nastavitve reflowa, kot sta hitrost tekočega traku in najvišja temperatura, je treba optimizirati, da se zagotovi popolno taljenje in strjevanje spajkalne paste. Ključnega pomena je nadzor hitrosti tekočega traku, da se doseže ustrezen prenos toplote in dovolj časa, da spajkalna pasta steče in se strdi. Najvišja temperatura mora biti nastavljena na optimalno raven za določeno spajkalno pasto, kar zagotavlja popolno reflow brez povzročanja prekomernega odlaganja spajke ali premostitve.
D. Upravljajte čistočo tiskanega vezja: Pravilno upravljanje čistoče tiskanega vezja je ključnega pomena za preprečevanje premoščanja spajk.Kontaminacija na površini tiskanega vezja lahko moti vlaženje spajke in poveča verjetnost nastanka spajkalnega mostu. Odstranjevanje kontaminantov pred postopkom varjenja je ključnega pomena. Temeljito čiščenje PCB-jev z ustreznimi čistilnimi sredstvi in tehnikami bo pomagalo odstraniti prah, vlago, olje in druge onesnaževalce. To zagotavlja, da spajkalna pasta pravilno zmoči ploščice PCB in kable komponent, kar zmanjša možnost spajkalnih mostov. Poleg tega lahko pravilno shranjevanje in ravnanje s PCB-ji ter zmanjšanje stika s človekom pomaga zmanjšati onesnaženje in ohraniti celoten postopek sestavljanja čist.
E. Pregled in ponovna obdelava po spajkanju: Izvedba temeljitega vizualnega pregleda in avtomatiziranega optičnega pregleda (AOI) po postopku spajkanja je ključnega pomena za odkrivanje kakršnih koli težav s spajkalno premostitvijo.Takojšnje odkrivanje spajkalnih mostičkov omogoča pravočasno predelavo in popravila za odpravo težave, preden povzroči nadaljnje težave ali okvare. Vizualni pregled vključuje temeljit pregled spajkalnih spojev, da se odkrijejo morebitni znaki spajkalnih premostitev. Orodja za povečevanje, kot sta mikroskop ali lupa, lahko pomagajo natančno prepoznati prisotnost zobnega mostička. Sistemi AOI uporabljajo slikovno inšpekcijsko tehnologijo za samodejno zaznavanje in prepoznavanje napak spajkalnega mostička. Ti sistemi lahko hitro skenirajo PCB-je in zagotovijo podrobno analizo kakovosti spajkalnega spoja, vključno s prisotnostjo premostitve. Sistemi AOI so še posebej uporabni pri odkrivanju manjših, težko dostopnih spajkalnih mostičkov, ki jih med vizualnim pregledom lahko spregledate. Ko se odkrije spajkalni most, ga je treba takoj predelati in popraviti. To vključuje uporabo ustreznih orodij in tehnik za odstranitev odvečne spajke in ločevanje mostičnih povezav. Sprejemanje potrebnih korakov za popravljanje spajkalnih mostov je ključnega pomena za preprečevanje nadaljnjih težav in zagotavljanje zanesljivosti končnega izdelka.
4. Učinkovite rešitve za premostitev SMT PCB:
A. Ročno odspajkanje: Za manjše spajkalne mostičke je učinkovita rešitev ročno odstranjevanje spajkalnikov z uporabo spajkalnika s fino konico pod povečevalnim steklom za dostop in odstranitev spajkalnega mostička.Ta tehnologija zahteva previdno ravnanje, da preprečite poškodbe okoliških komponent ali prevodnih območij. Če želite odstraniti spajkalne mostove, segrejte konico spajkalnika in jo previdno nanesite na odvečno spajko, jo stopite in premaknite s poti. Ključnega pomena je zagotoviti, da konica spajkalnika ne pride v stik z drugimi komponentami ali območji, da se izognete poškodbam. Ta metoda najbolje deluje tam, kjer je spajkalni most viden in dostopen, pri čemer je treba paziti na natančne in nadzorovane premike.
B. Uporabite spajkalnik in spajkalno žico za predelavo: predelava s spajkalnikom in spajkalno žico (znano tudi kot pletenica za spajkanje) je še ena učinkovita rešitev za odstranjevanje spajkalnih mostov.Stenj za spajkanje je narejen iz tanke bakrene žice, prevlečene s talilom, ki pomaga pri postopku odspjkanja. Za uporabo te tehnike se na odvečno spajko namesti stenj za spajkanje, na stenj pa se prenese toplota spajkalnika. Toplota stopi spajko in stenj vpije staljeno spajko ter jo tako odstrani. Ta metoda zahteva spretnost in natančnost, da se izognemo poškodbam občutljivih komponent, poleg tega je treba zagotoviti ustrezno pokritost jedra spajkala na mostu za spajkanje. Ta postopek bo morda treba večkrat ponoviti, da popolnoma odstranite spajko.
C. Samodejno zaznavanje in odstranjevanje spajkalnih mostičkov: Napredni inšpekcijski sistemi, opremljeni s tehnologijo strojnega vida, lahko hitro prepoznajo spajkalne mostičke in olajšajo njihovo odstranitev z lokaliziranim laserskim segrevanjem ali tehnologijo zračnega curka.Te avtomatizirane rešitve zagotavljajo visoko natančnost in učinkovitost pri odkrivanju in odstranjevanju spajkalnih mostičkov. Sistemi strojnega vida uporabljajo kamere in algoritme za obdelavo slike za analizo kakovosti spajkalnih spojev in odkrivanje morebitnih nepravilnosti, vključno s spajkalnimi mostički. Ko je prepoznan, lahko sistem sproži različne načine posredovanja. Ena taka metoda je lokalizirano lasersko segrevanje, kjer se z laserjem selektivno segreje in stopi spajkalni most, tako da ga je mogoče zlahka odstraniti. Druga metoda vključuje uporabo koncentriranega zračnega curka, ki uporablja nadzorovan pretok zraka za odpihovanje odvečne spajke, ne da bi to vplivalo na okoliške komponente. Ti avtomatizirani sistemi prihranijo čas in trud, hkrati pa zagotavljajo dosledne in zanesljive rezultate.
D. Uporabite selektivno spajkanje z valovi: Selektivno spajkanje z valovi je preventivna metoda, ki zmanjša tveganje za spajkalne mostove med spajkanjem.Za razliko od tradicionalnega spajkanja z valovi, pri katerem se celotno tiskano vezje potopi v val staljene spajke, selektivno spajkanje z valovi nanese staljeno spajko samo na določena področja, pri čemer zaobide komponente, ki se zlahka premostijo, ali prevodna območja. To tehnologijo dosežemo z uporabo natančno nadzorovane šobe ali premičnega varilnega vala, ki cilja na želeno območje varjenja. S selektivnim nanosom spajke lahko bistveno zmanjšamo tveganje za prekomerno širjenje in premoščanje spajke. Spajkanje s selektivnim valom je še posebej učinkovito na PCB-jih s kompleksnimi postavitvami ali komponentami z visoko gostoto, kjer je tveganje premoščanja spajk večje. Zagotavlja večji nadzor in natančnost med postopkom varjenja, kar zmanjšuje možnost nastanka spajkalnih mostov.
Če povzamemo, Spajkalna premostitev SMT je pomemben izziv, ki lahko vpliva na proizvodni proces in kakovost izdelkov v proizvodnji elektronike. Z razumevanjem vzrokov in preventivnimi ukrepi pa lahko proizvajalci občutno zmanjšajo pojav spajkalnih premostitev. Optimiziranje zasnove šablone je ključnega pomena, saj zagotavlja pravilno nanašanje spajkalne paste in zmanjšuje možnost, da bi odvečna spajkalna pasta povzročila premostitev. Poleg tega lahko nadzor količine spajkalne paste in parametrov reflowa, kot sta temperatura in čas, pomaga doseči optimalno tvorbo spajkalnega spoja in prepreči premostitev. Ohranjanje čiste površine tiskanega vezja je ključnega pomena za preprečevanje premoščanja spajk, zato je pomembno, da zagotovite pravilno čiščenje in odstranitev morebitnih kontaminantov ali ostankov s plošče. Postopki nadzora po varjenju, kot je vizualni pregled ali avtomatizirani sistemi, lahko zaznajo prisotnost kakršnih koli spajkalnih mostičkov in olajšajo pravočasno predelavo za rešitev teh težav. Z izvajanjem teh preventivnih ukrepov in razvojem učinkovitih rešitev lahko proizvajalci elektronike zmanjšajo tveganje premostitve SMT spajkanja in zagotovijo proizvodnjo zanesljivih, visokokakovostnih elektronskih naprav. Močan sistem nadzora kakovosti in nenehna prizadevanja za izboljšave so prav tako ključnega pomena za spremljanje in reševanje morebitnih ponavljajočih se težav s spajkalnimi mostovi. S pravilnimi koraki lahko proizvajalci povečajo učinkovitost proizvodnje, zmanjšajo stroške, povezane s predelavo in popravili, ter na koncu dobavijo izdelke, ki izpolnjujejo ali presegajo pričakovanja strank.
Čas objave: 11. septembra 2023
Nazaj
