Dati PCB - Cause dei problemi di saldatura a freddo nella saldatura a riflusso PCB

Che cos'è la saldatura a freddo? La saldatura a freddo PCB è un fenomeno che si verifica quando la temperatura minima di bagnatura richiesta tra il componente elettronico e il PCB non viene raggiunta durante il processo di saldatura. Anche se c'è bagnatura localizzata, se la reazione metallurgica è incompleta, porterà anche al verificarsi di saldatura a freddo. La saldatura a freddo è caratterizzata da un aspetto più scuro e ruvido sulla superficie del giunto di saldatura e da una mancata fusione completa con il materiale saldato. Il giunto di saldatura a freddo è giunto di scarsa qualità prodotto durante il processo di saldatura di un circuito stampato quando la saldatura non è sufficientemente fusa a causa della temperatura di saldatura insufficiente o del tempo di saldatura insufficiente. Queste articolazioni possono apparire piatte e la distanza tra le articolazioni può sembrare uniforme, ma in realtà sono estremamente fragili e inclini alla rottura.

La saldatura a freddo PCB avviene durante il processo di saldatura, quando la temperatura minima di bagnatura richiesta non viene raggiunta tra il componente elettronico e il PCB, il giunto di saldatura formerà una connessione scadente. Anche se c'è una certa quantità di bagnatura locale, come il mancato raggiungimento di una reazione metallurgica completa, porterà anche all'emergere della saldatura a freddo. La saldatura a freddo è caratterizzata da un aspetto superficiale più scuro e ruvido del giunto di saldatura, che non può essere completamente fuso con il materiale di saldatura.

Motivi della saldatura a freddo:

1.Insufficiente riscaldamento

Uno dei motivi principali per la saldatura a freddo è che durante il processo di saldatura, i componenti elettronici e PCB tra la temperatura minima di bagnatura non vengono raggiunti. Se la temperatura di saldatura a flusso è troppo bassa,la saldatura non può essere completamente sciolta, il che porta ai giunti di saldatura non è riuscito a formare un forte legame metallico.

2.Short tempo di saldatura

Il tempo di saldatura insufficiente è anche un fattore importante che porta alla saldatura a freddo.Se il tempo di saldatura a flusso non è sufficiente, la saldatura non può essere nel momento appropriato per fluire completamente e dissipare calore, la formazione del giunto di saldatura non sarà abbastanza forte. In questo caso, la superficie del giunto di saldatura può apparire opaca e ruvida, influenzando le prestazioni del circuito.

3. Contaminazione superficiale

La presenza di contaminanti sulla superficie di saldatura, come olio, polvere, ecc., può influenzare le proprietà di bagnatura della saldatura, rendendo il giunto incapace di formare un buon collegamento metallico. Anche se si applicano la temperatura e il tempo corretti, la contaminazione può ancora portare alla saldatura a freddo.

4. Controllo della temperatura improprio

Nel processo di saldatura a flusso, la curva della temperatura del forno non è impostata correttamente, con conseguente aumento rapido o caduta della temperatura, può anche innescare la saldatura a freddo.La tensione irregolare della pasta di saldatura nel processo di riscaldamento può causare giunti di saldatura incoerenti. La saldatura a freddo può essere efficacemente ridotta dal controllo preciso della temperatura.

5.Problemi alimentari di latta

La saldatura a freddo può anche verificarsi a causa della mancanza di proprietà alimentari dello stagno del giunto di saldatura stesso. Il fallimento della saldatura di formare un buon legame sull'interfaccia si tradurrà in un giunto di saldatura indebolito, che porterà alla saldatura a freddo. Pertanto, la scelta della saldatura giusta e garantire le buone condizioni della superficie di saldatura sono misure importanti per prevenire la saldatura a freddo.

Il giunto di saldatura a freddo porta facilmente a guasti del circuito stampato, prestazione specifica:

1.Scarso contatto. I giunti di saldatura sul circuito stampato sono i punti di connessione tra diversi dispositivi, se la qualità dei giunti di saldatura non è buona, porterà a cattivo contatto tra i dispositivi, che porterà al guasto complessivo del circuito stampato.

2. Interferenza del segnale. Se i giunti di saldatura a freddo sono collegati alla linea di segnale o alla linea di terra, ecc., a causa di cattivo contatto, produrrà segnali di interferenza, influenzando la trasmissione del segnale dell'intero circuito stampato.

3.Short circuito o circuito rotto. I giunti di saldatura a freddo con contatto instabile sono soggetti a cortocircuito o circuito rotto in vibrazione o funzionamento, con conseguente guasto dell'intero circuito stampato.

Nella saldatura FR4-PCB dell'industria elettronica, l'oro è diventato uno dei metalli di rivestimento superficiale più comunemente utilizzati a causa della sua eccellente stabilità e affidabilità. Tuttavia, come impurità nella saldatura, l'oro è molto dannoso per la duttilità della saldatura, perché nella saldatura si formeranno fragili composti intermetallici Sn-Au (Sn-Au) (principalmente AuSn4). Sebbene la bassa concentrazione di AuSn4 possa migliorare le proprietà meccaniche di molte saldature sudcoreane contenenti stagno, quando il contenuto di oro nella saldatura supera il 4%, la resistenza alla trazione e l'allungamento al guasto diminuiranno rapidamente. Lo strato di oro puro e lega di spessore 1,5 um sul pad può essere completamente sciolto nella saldatura a fusione durante la saldatura a onde e l'AuSn4 formato non è sufficiente per danneggiare le proprietà meccaniche della piastra. Tuttavia, per il processo di assemblaggio superficiale, lo spessore accettabile del rivestimento in oro è molto basso e richiede un calcolo accurato. Glazer et al. hanno riferito che l'affidabilità del giunto di saldatura tra il rivestimento metallico Cu-Ni-Au sul pacchetto piatto quadrilaterale di plastica (PQFP) e il PCB FR-4 non sarà danneggiata quando la concentrazione di oro non supera i 3,0 W/O.

Troppo IMC mette in pericolo la resistenza meccanica del giunto di saldatura a causa della sua fragilità e influisce sulla formazione del foro campanaria nel giunto di saldatura. Ad esempio, il giunto di saldatura formato sullo strato d'oro 1.63um del pad Cu-Ni-Au può essere saldato a riflusso dopo aver stampato 7mil (175um) 91% di contenuto metallico Sn63Pb37 pasta di saldatura sul pad. I composti metallici Sn-Au diventano particelle e sono ampiamente dispersi nei giunti di saldatura.

Nella lavorazione della scheda PCB, oltre a selezionare la lega di saldatura appropriata e controllare lo spessore dello strato d'oro, cambiare la composizione del metallo comune contenente oro può anche ridurre la formazione di composti intermetallici. Ad esempio, se la saldatura Sn60Pb40 è saldata su Au85Ni15, non ci sarà fragilità dell'oro.

Nel processo di saldatura a riflusso del circuito stampato, il metodo di ispezione della saldatura a freddo solitamente utilizzato:

Ispezione visiva: I criteri di ispezione specializzati sono progettati per osservare l'aspetto dei giunti di saldatura e controllare fenomeni quali giunti granulari di saldatura o superfici non lisce, che sono caratteristiche comuni della saldatura a freddo.

Ispezione ottica automatizzata (AOI): Utilizzando attrezzature automatizzate per l'immagine dei giunti di saldatura con alta precisione, può identificare rapidamente e accuratamente i potenziali giunti di saldatura a freddo e fornire supporto quantitativo dei dati.

Ispezione a raggi X: Per circuiti complessi, in particolare pacchetti BGA, utilizzare i raggi X per la struttura interna dei giunti di saldatura è un mezzo molto efficace per rilevare problemi nascosti di saldatura a freddo.

Metodi efficaci per prevenire la saldatura a freddo PCB:

1. Assicurare la temperatura di saldatura corretta

Nel processo di saldatura a riflusso del PCB, la temperatura di saldatura appropriata è un fattore importante per prevenire la saldatura a freddo. Dovrebbe essere basata sulle dimensioni e sullo spessore della scheda PCBA, così come il coefficiente termico dei componenti, impostare una curva ragionevole della temperatura di saldatura a riflusso per garantire che la saldatura possa completamente fondere e bagnare il pad. L'accuratezza del controllo della temperatura influisce direttamente sulla qualità della saldatura, quindi il design dovrebbe prestare particolare attenzione a questo punto.

2.Control del tempo di saldatura

Il controllo del tempo di saldatura è altrettanto importante, un tempo troppo breve di saldatura può portare alla saldatura non può fluire completamente e all'adesione, la formazione di saldatura a freddo. Dovrebbe garantire che l'impostazione del tempo del processo di saldatura per soddisfare i requisiti di fusione e bagnatura della saldatura, di solito regolando i parametri operativi dell'apparecchiatura di saldatura di riflusso per raggiungere. Un accurato controllo del tempo aiuta a garantire l'integrità del giunto di saldatura.

3.Material selezione e uso

L'uso di paste di saldatura ad alta attività e flussi appropriati possono anche aiutare a prevenire la saldatura a freddo. Pasta di saldatura di bassa qualità tende a portare a scarsa bagnatura, quindi è importante selezionare pasta di saldatura di alta qualità e controllare rigorosamente le condizioni di utilizzo e conservazione. Inoltre, la giusta quantità di flusso promuoverà il flusso di saldatura e migliorerà l'adesione della saldatura.

4.Clean superficie di saldatura

Prima della saldatura, è fondamentale assicurarsi che la superficie di saldatura sia pulita. Qualsiasi olio, polvere o ossidi impediranno un buon contatto tra la saldatura e il pad, che può facilmente portare alla saldatura a freddo. Pertanto, PCB e perni dei componenti devono essere puliti prima della saldatura per fornire buone condizioni di saldatura.

5. Mantenere una posizione stabile del componente

I componenti devono essere mantenuti in una posizione stabile durante il processo di saldatura per evitare jiggling o sollevamento. Durante la saldatura a riflusso, il sollevamento e il movimento di posizione dei componenti possono portare a una diminuzione dell'uniformità del giunto di saldatura, che può causare la saldatura a freddo, garantendo la rigidità del PCB e delle attrezzature di saldatura adeguate.

La saldatura a freddo dei PCB è un problema critico che influisce sulle prestazioni del circuito ed è principalmente causata da fattori quali il riscaldamento insufficiente, il breve tempo di saldatura e la contaminazione superficiale e può essere efficacemente prevenuta assicurando una corretta temperatura di saldatura, il controllo del tempo, la selezione del materiale e la pulizia della superficie di saldatura. Concentrarsi su queste misure preventive migliorerà significativamente la qualità dei giunti di saldatura, aumentando così l'affidabilità e le prestazioni complessive della scheda.