Tecnología de PCB - Sobre los componentes y puntos de soldadura de la reparación de PCB

La soldadura de PCB es un proceso importante en el proceso de montaje de productos electrónicos. La calidad de la soldadura afecta directamente el rendimiento de los circuitos electrónicos y los dispositivos electrónicos.

La excelente calidad de soldadura puede proporcionar una buena estabilidad y fiabilidad para el circuito. Los malos métodos de soldadura pueden causar daños a los componentes, traer grandes dificultades a las pruebas y, a veces, dejar peligros ocultos que afectan la fiabilidad de los equipos electrónicos.

1. Clasificación y características de la soldadura de reparación de PCB

La soldadura se divide generalmente en tres categorías: soldadura por fusión, soldadura por contacto y soldadura Fuerte.

Soldadura por fusión: se refiere al método de calentar la Junta de soldadura al Estado de fusión durante la soldadura y completar la soldadura sin presión. Como soldadura por arco, soldadura por gas, etc.

Soldadura por contacto: durante el proceso de soldadura, la pieza de soldadura debe ser presionada (calentada o no) para completar la soldadura. Como soldadura por ultrasonido, soldadura por pulso, soldadura por fricción, etc.

Soldadura: la llamada "soldadura" durante la instalación de productos electrónicos es una soldadura blanda, que utiliza principalmente materiales de aleación de bajo punto de fusión como estaño y plomo como soldadura, por lo que comúnmente se llama "soldadura".

En segundo lugar, el principio de soldadura de reparación de PCB

La soldadura de los circuitos electrónicos parece simple. Parece ser solo un proceso de Unión de soldadura fundida con el metal a soldar (metal base), pero su micromecánica es muy compleja y implica conocimientos como física, química, ciencia de materiales y electricidad. Familiarizado con la teoría básica de la soldadura, puede comprender varios problemas en la soldadura y tratarlos libremente, mejorando así la calidad de la soldadura de las juntas de soldadura.

La llamada soldadura es el proceso de calentar simultáneamente la soldadura y el metal a soldar a la temperatura óptima, la soldadura fundida llena la brecha entre el metal y forma una combinación de aleación metálica con él. desde un punto de vista microscópico, la soldadura incluye dos procesos: uno es el proceso de humectación y el otro es el proceso de difusión.

1. humectación (flujo transversal)

También conocido como humectación, se refiere a la formación de una capa de soldadura uniforme, lisa, continua y firmemente adherida de la soldadura fundida en la superficie metálica.

El grado de humectación está determinado principalmente por la limpieza de la superficie de la soldadura y la tensión superficial de la soldadura.

La superficie del metal se ve relativamente lisa, pero bajo el microscopio, hay innumerables convexidades, límites de grano y cicatrices. La soldadura se humedece y se difunde a lo largo de las protuberancias y cicatrices de estas superficies a través de la acción capilar, por lo que la soldadura debe hacer que la soldadura fluya.

El proceso de flujo suele ser que la resina retire la película de óxido anterior, seguida de la soldadura, por lo que la humectación es básicamente el flujo transversal de la soldadura fundida a lo largo de la superficie del objeto.

2. difusión (flujo vertical)

Con el fenómeno de humectación de la soldadura fundida que se difunde en la superficie a soldar, la soldadura se difunde a metales sólidos. Por ejemplo, cuando se soldan componentes de cobre con soldadura de estaño y plomo, hay difusión superficial, difusión de límites de grano y difusión intracristalina durante la soldadura. El plomo en la soldadura de estaño y plomo solo participa en la difusión superficial, mientras que los átomos de estaño y los átomos Mace se difunden entre sí, que es una difusión selectiva determinada por la propiedad de diferentes metales. Precisamente gracias a esta difusión se ha formado una nueva aleación en la interfaz entre ambos, lo que permite una fuerte Unión de la soldadura y la pieza de soldadura.

3. Unión metalúrgica

El resultado de la difusión es la formación de una capa de aleación en la Unión de los átomos de estaño y el metal de cobre a soldar, formando así un punto de soldadura sólido. Tomemos como ejemplo las piezas de cobre brazadas de estaño y plomo. En condiciones de baja temperatura (250 ï y medio 300 grados centígrados), la interfaz entre cobre y soldadura formará cu3sn y cu6sn5. Si la temperatura supera los 300 grados centígrados, además de estas aleaciones, se formarán compuestos intermetálicos como cu31sn8. El espesor de la interfaz del punto de soldadura cambia con los cambios de temperatura y tiempo de soldadura, generalmente entre 3 y 10 um.

III. elementos de la soldadura de reposición de PCB

1. soldabilidad del material de base de soldadura

La llamada soldabilidad significa que la soldadura líquida y el metal base deben ser capaces de disolverse entre sí, es decir, deben tener una buena afinidad entre estos dos tipos de átomos. El grado de fusión mutua de dos metales diferentes depende del radio atómico, su posición en la tabla periódica y el tipo de cristal. Las soldadura de estaño y plomo, además de los materiales metálicos que contienen una gran cantidad de cromo y las aleaciones de aluminio que no son fáciles de disolver entre sí, se disuelven principalmente con otros materiales metálicos. Para mejorar la soldabilidad, generalmente se utilizan medidas como el estaño superficial y el plateado.

2. limpieza de los componentes soldados

La superficie de la soldadura y el metal base debe ser "limpia", en la que "limpia" significa que no hay capa de óxido entre la soldadura y el metal base, y mucho menos contaminación. Cuando hay óxido o suciedad entre la soldadura y el metal a soldar, dificulta la libre difusión de los átomos del metal fundido y no produce acción húmeda. La oxidación de los pines de los componentes o de las almohadillas de PCB es una de las principales causas de la "soldadura virtual".

3. flujo

El flujo puede destruir la película de óxido, purificar la superficie de soldadura y hacer que los puntos de soldadura sean lisos y brillantes. El flujo en los componentes electrónicos suele ser de resina.

4. temperatura y tiempo de soldadura

La temperatura óptima de soldadura es de 250 ± 5 grados Celsius y la temperatura mínima de soldadura es de 240 grados celsius. La temperatura es demasiado baja para formar fácilmente puntos de soldadura en frío. Por encima de 260 grados celsius, la calidad de las juntas de soldadura disminuirá.

Tiempo de soldadura: los dos procesos de humectación y difusión requieren de 2 a 3s para completarse, y 1s solo completa el 35% de los dos procesos de humectación y difusión. En general, el tiempo de soldadura entre el IC y el tripolar es inferior a 3s, y el tiempo de soldadura de otros componentes es de 4 a 5s.

5. métodos de soldadura

Los métodos y procedimientos de soldadura son muy críticos.

En cuarto lugar, los estándares de calidad de los puntos de soldadura de parches de PCB

1. buen rendimiento eléctrico

Los puntos de soldadura de alta calidad deben permitir que la soldadura forme una capa de aleación sólida con la superficie de la pieza de trabajo metálica para garantizar una buena conductividad eléctrica. Simplemente apilar la soldadura en la superficie de la pieza de trabajo metálica para formar una soldadura virtual es un tabú en la soldadura.

2. tener cierta resistencia mecánica

Los dispositivos electrónicos a veces necesitan funcionar en un ambiente vibrante. Para evitar que las piezas de soldadura se Aflojen o se caigan, las juntas de soldadura deben tener cierta resistencia mecánica. La resistencia del estaño y el plomo en la soldadura de estaño y plomo es relativamente baja. Para aumentar la resistencia, se puede aumentar la superficie de soldadura según sea necesario. O, antes de la soldadura, enganchar, distorsionar y enganchar los cables de los componentes a los contactos.

3. la cantidad de soldadura en el punto de soldadura debe ser adecuada.

La escasez de soldadura en el punto de soldadura no solo reducirá la resistencia mecánica, sino que también conducirá a la falla temprana del punto de soldadura; El exceso de soldadura en los puntos de soldadura aumentará los costos, lo que puede conducir fácilmente al puente de los puntos de soldadura (cortocircuito) y también ocultará defectos de soldadura. Por lo tanto, la cantidad de soldadura en el punto de soldadura debe ser adecuada. Cuando se solda una placa de circuito impreso, esto es lo más adecuado cuando la soldadura llena la almohadilla y se dispersa en forma de falda.

4. la superficie de la soldadura debe ser brillante y uniforme.

La superficie de los buenos puntos de soldadura debe ser brillante y de color uniforme. Esto se debe principalmente a que la película formada por la composición de la resina que no se volatiliza completamente en el flujo cubre la superficie del punto de soldadura, lo que puede evitar la oxidación de la superficie del punto de soldadura.

5. las juntas de soldadura no deben tener burras ni huecos.

Hay burras y grietas en la superficie de los puntos de soldadura, que no solo no son hermosas, sino que también causan daños a los productos electrónicos, especialmente en la parte de circuitos de alta tensión, lo que puede causar descargas violentas y dañar los equipos electrónicos.

6. la superficie de la soldadura de PCB debe limpiarse

Si la suciedad en la superficie de los puntos de soldadura no se elimina a tiempo, las sustancias ácidas pueden corroer los cables de los componentes, los contactos y los circuitos impresos de pcb, y la absorción de humedad puede causar fugas e incluso combustión de cortocircuito, lo que puede causar graves peligros ocultos.