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¿¿ qué es la soldadura en frío? La soldadura en frío de PCB es un fenómeno que ocurre cuando la temperatura mínima de humedad necesaria entre el componente electrónico y el PCB no se alcanza durante el proceso de soldadura. Incluso si existe una humectación local, si la reacción metalúrgica no es completa, se produce una soldadura en frío. la soldadura en frío se caracteriza por una apariencia más oscura y áspera de la superficie de la soldadura y no puede fundirse completamente con el material de soldadura.
La soldadura en frío de los PCB se produce durante la soldadura, cuando no se alcanza la temperatura mínima de humedad necesaria entre el componente electrónico y el pcb, los puntos de soldadura forman una mala conexión. Incluso si hay una cierta cantidad de humectación local, si no se puede lograr una reacción metalúrgica completa, conducirá a la aparición de soldadura en frío. La soldadura en frío se caracteriza por una apariencia superficial más oscura y áspera de los puntos de soldadura, que no pueden fusionarse completamente con la soldadura.
Razones de la soldadura en frío:
1. calefacción insuficiente
Una de las principales razones de la soldadura en frío es que durante el proceso de soldadura no se alcanzó la temperatura mínima de humedad entre el componente electrónico y el pcb. Si la temperatura de soldadura por flujo es demasiado baja, la soldadura no se puede derretir completamente, lo que hace que las juntas de soldadura no puedan formar una fuerte Unión metálica.
2. corto tiempo de soldadura
La falta de tiempo de soldadura también es un factor importante que conduce a la soldadura en frío. si el tiempo de soldadura por flujo no es suficiente, la soldadura no puede fluir y disiparse completamente en el tiempo adecuado, y la formación de la soldadura no será lo suficientemente sólida. En este caso, la superficie de la soldadura puede parecer tenue y áspera, afectando el rendimiento del circuito.
3. contaminación superficial
Los contaminantes en la superficie de soldadura, como el aceite, el polvo, etc., pueden afectar las propiedades de humectación de la soldadura, lo que impide que las juntas formen buenas conexiones metálicas. Incluso si se aplica la temperatura y el tiempo correctos, la contaminación todavía puede causar soldadura en frío.
4. control inadecuado de la temperatura
Durante el proceso de soldadura de retorno, la curva de temperatura del horno no se establece adecuadamente, lo que resulta en un rápido aumento o disminución de la temperatura, y también puede desencadenar soldadura en frío. la tensión desigual de la pasta de soldadura durante el proceso de calentamiento puede causar puntos de soldadura inconsistentes. La soldadura en frío se puede reducir efectivamente a través de un control preciso de la temperatura.
5. problemas de estaño
Debido a la falta de características de comer estaño en los propios puntos de soldadura, también puede ocurrir soldadura en frío. El hecho de que la soldadura no forme una buena unión en la interfaz hace que los puntos de soldadura se debiliten, lo que conduce a la soldadura en frío. por lo tanto, la selección de la soldadura adecuada y la garantía del buen estado de la superficie de soldadura son medidas importantes para evitar la soldadura en frío.
En la soldadura fr4 - PCB de la industria electrónica, el oro se ha convertido en uno de los metales recubiertos de superficie más utilizados debido a su excelente estabilidad y fiabilidad. Sin embargo, como impurezas en la soldadura, el oro es muy perjudicial para la ductilidad de la soldadura, ya que en la soldadura se forman compuestos intermetálicos frágiles SN - au (sn - au) (principalmente ausn4). Aunque las bajas concentraciones de ausn4 pueden mejorar las propiedades mecánicas de muchas soldadura coreana que contiene estaño, la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura disminuyen rápidamente cuando el contenido de oro en la soldadura supera el 4%. La capa de oro puro y aleación de 1,5 um de espesor en la almohadilla se puede disolver completamente en la soldadura fundida durante la soldadura de pico de onda, y el ausn4 formado no es suficiente para dañar las propiedades mecánicas de la placa. Sin embargo, para el proceso de montaje de la superficie, el espesor aceptable del recubrimiento de oro es muy bajo y requiere cálculos precisos. Glazer y otros informaron que cuando la concentración de oro no supera los 3,0 W / o, la fiabilidad de los puntos de soldadura entre el recubrimiento metálico CU - ni - au en el embalaje plano cuadrilateral de plástico (pqfps) y el PCB FR - 4 no se daña.
El exceso de IMC pone en peligro la resistencia mecánica de la soldadura debido a su fragilidad y afecta la formación de agujeros de reloj en la soldadura. Por ejemplo, los puntos de soldadura formados en la capa de oro de 1,63 um de la almohadilla de cobre - ni - au pueden volver a soldarse después de imprimir en la almohadilla una pasta de soldadura sn63pb37 con un contenido metálico del 91% de 7mil (175um). El compuesto metálico SN - au se convierte en partículas y se dispersa ampliamente en las juntas de soldadura.
En el procesamiento de placas de pcb, además de seleccionar una aleación de soldadura adecuada y controlar el espesor de la capa de oro, cambiar la composición del metal de base que contiene oro también puede reducir la formación de compuestos intermetálicos. Por ejemplo, si la soldadura sn60pb40 se solda a au85ni15, no habrá fragilidad de oro.
En el proceso de soldadura de retorno de la placa de circuito, generalmente se utiliza el método de inspección de soldadura en frío:
Inspección visual: los criterios especiales de inspección están diseñados para observar la apariencia de los puntos de soldadura y comprobar la presencia de puntos de soldadura granulados o superficies no lisas, que son características comunes de la soldadura en frío.
Detección óptica automática (aoi): imágenes de alta precisión de puntos de soldadura utilizando equipos automatizados, que pueden identificar puntos de soldadura en frío potenciales de manera rápida y precisa, y proporcionar soporte de datos cuantitativos.
Detección de rayos x: para circuitos complejos, especialmente envases bga, el uso de rayos X para detectar la estructura interna de los puntos de soldadura es una forma muy efectiva de detectar problemas ocultos de soldadura en frío.
Formas efectivas de prevenir la soldadura en frío de pcb:
1. asegúrese de una temperatura de soldadura adecuada
Durante la soldadura de retorno del pcb, la temperatura adecuada de soldadura es un factor importante para evitar la soldadura en frío. se debe establecer una curva razonable de temperatura de soldadura de retorno en función del tamaño y grosor de la placa pcba, así como del coeficiente térmico del componente, para garantizar que la soldadura pueda derretirse completamente y humedecer la almohadilla. La precisión del control de temperatura afecta directamente la calidad de la soldadura, por lo que se debe prestar especial atención a esto en el diseño.
2. control del tiempo de soldadura
El control del tiempo de soldadura es igualmente importante y un tiempo de soldadura demasiado corto puede hacer que la soldadura no fluya y se adhiera completamente, formando una soldadura en frío. se debe garantizar que la configuración del tiempo del proceso de soldadura cumpla con los requisitos de fusión y humectación de la soldadura, generalmente ajustando los parámetros de funcionamiento del equipo de soldadura de retorno. El control preciso del tiempo ayuda a garantizar la integridad de las juntas de soldadura.
3. selección y uso de materiales
El uso de pasta de soldadura de alta actividad y flujos adecuados también ayuda a prevenir la soldadura en frío. la pasta de soldadura de baja calidad a menudo conduce a una mala humectabilidad, por lo que es importante elegir una pasta de soldadura de alta calidad y controlar estrictamente sus condiciones de uso y almacenamiento. Además, una cantidad adecuada de flujo promoverá el flujo de soldadura y aumentará la adherencia de la soldadura.
4. limpiar la superficie de soldadura
Antes de la soldadura, es esencial garantizar que la superficie de soldadura esté limpia. Cualquier aceite, polvo o óxido dificulta un buen contacto entre la soldadura y la almohadilla, lo que puede conducir fácilmente a la soldadura en frío. por lo tanto, antes de la soldadura, los PCB y los pines de los componentes deben limpiarse para proporcionar buenas condiciones de soldadura.
5. mantener la posición estable de los componentes
Durante el proceso de soldadura, los componentes deben mantenerse en una posición estable para evitar temblores o levantamientos. Durante el proceso de soldadura de retorno, el levantamiento y el Movimiento de la posición de los componentes provocan una menor uniformidad de los puntos de soldadura, lo que conduce a la soldadura en frío. esto se puede lograr garantizando la rigidez del PCB y el equipo de soldadura adecuado.
La soldadura en frío de los PCB es un problema clave que afecta el rendimiento del circuito, principalmente debido a factores como el calentamiento insuficiente, el corto tiempo de soldadura y la contaminación de la superficie, que se pueden prevenir eficazmente garantizando una temperatura de soldadura adecuada, el control del tiempo, la selección de materiales y la limpieza de la superficie de soldadura. Centrarse en estas precauciones mejorará significativamente la calidad de los puntos de soldadura, mejorando así la fiabilidad y el rendimiento generales de la placa de circuito.
