SMT pájecí můstek je běžnou výzvou, které čelí výrobci elektroniky během procesu montáže. K tomuto jevu dochází, když pájka neúmyslně spojí dvě sousední součásti nebo vodivé oblasti, což má za následek zkrat nebo ohrožení funkčnosti.V tomto článku se ponoříme do složitosti pájecích můstků SMT, včetně jejich příčin, preventivních opatření a účinných řešení.
1.Co je pájecí můstek SMT PCB:
SMT pájecí můstek také známý jako „pájecí zkrat“ nebo „pájecí můstek“ se vyskytuje během montáže součástek technologie povrchové montáže (SMT) na desku s plošnými spoji (PCB). V SMT se součástky montují přímo na povrch PCB a pájecí pasta se používá k vytvoření elektrických a mechanických spojení mezi součástkou a PCB. Během procesu pájení se na plošky DPS a vývody SMT součástek nanáší pájecí pasta. PCB se poté zahřeje, což způsobí, že se pájecí pasta roztaví a teče, čímž se vytvoří vazba mezi součástkou a PCB.
2. Příčiny přemostění SMT PCB pájením:
K přemostění pájením SMT dochází, když se během montáže vytvoří nezamýšlené spojení mezi sousedními destičkami nebo vodiči na desce s plošnými spoji (PCB). Tento jev může vést ke zkratům, nesprávnému zapojení a celkovému selhání elektronického zařízení.
Pájecí můstky SMT se mohou vyskytovat z různých důvodů, včetně nedostatečného objemu pájecí pasty, nesprávného nebo nesprávně zarovnaného návrhu šablony, nedostatečného přetavení pájeného spoje, kontaminace PCB a nadměrného zbytků tavidla.Nedostatečné množství pájecí pasty je jednou z příčin pájecích můstků. Během procesu tisku šablony se pájecí pasta nanáší na destičky PCB a vývody součástek. Pokud nenanesete dostatek pájecí pasty, můžete skončit s nízkou distanční výškou, což znamená, že nebude dostatek místa pro pájecí pastu pro správné připojení součásti k podložce. To může vést k nesprávnému oddělení součástí a tvorbě pájecích můstků mezi sousedními součástmi. Nesprávný design šablony nebo nesprávné vyrovnání může také způsobit přemostění pájky.
Nesprávně navržené šablony mohou způsobit nerovnoměrné usazování pájecí pasty během aplikace pájecí pasty. To znamená, že v některých oblastech může být příliš mnoho pájecí pasty a v jiných oblastech příliš málo.Nevyvážené usazování pájecí pasty může způsobit přemostění pájky mezi sousedními součástkami nebo vodivými oblastmi na desce plošných spojů. Podobně, pokud není šablona správně vyrovnána během nanášení pájecí pasty, může to způsobit nesprávné vyrovnání nánosů pájky a vytvoření pájecích můstků.
Další příčinou přemostění pájky je nedostatečné přetavení pájeného spoje. Během procesu pájení se deska plošných spojů s pájecí pastou zahřeje na určitou teplotu, aby se pájecí pasta roztavila a stékala a vytvořila pájené spoje.Pokud teplotní profil nebo nastavení přetavení nejsou správně nastaveny, pájecí pasta se nemusí úplně roztavit nebo správně téct. To může mít za následek neúplné roztavení a nedostatečné oddělení mezi sousedními ploškami nebo vývody, což má za následek přemostění pájky.
Kontaminace PCB je častou příčinou přemostění pájky. Před procesem pájení mohou být na povrchu PCB přítomny nečistoty, jako je prach, vlhkost, olej nebo zbytky tavidla.Tyto nečistoty mohou narušovat správné smáčení a tok pájky, což usnadňuje pájce vytváření nechtěných spojení mezi sousedními ploškami nebo vodiči.
Nadměrné zbytky tavidla mohou také způsobit tvorbu pájecích můstků. Tavidlo je chemikálie používaná k odstranění oxidů z kovových povrchů a podpoře smáčení pájky během pájení.Pokud však není tavidlo po pájení dostatečně vyčištěno, může zanechat zbytky. Tyto zbytky mohou působit jako vodivé médium, což umožňuje pájce vytvářet nechtěná spojení a pájecí můstky mezi sousedními ploškami nebo vodiči na desce plošných spojů.
3. Preventivní opatření pro pájecí můstky SMT PCB:
A. Optimalizace návrhu šablony a zarovnání: Jedním z klíčových faktorů při prevenci pájecích můstků je optimalizace návrhu šablony a zajištění správného vyrovnání během aplikace pájecí pasty.To zahrnuje zmenšení velikosti otvoru pro kontrolu množství pájecí pasty usazené na destičkách PCB. Menší velikosti pórů pomáhají snižovat možnost šíření přebytečné pájecí pasty a způsobující přemostění. Kromě toho může zaoblení okrajů otvorů šablony podpořit lepší uvolňování pájecí pasty a snížit tendenci pájky přemosťovat mezi sousedními ploškami. Implementace technik proti přemostění, jako je začlenění menších můstků nebo mezer do návrhu šablony, může také pomoci zabránit přemostění pájky. Tyto funkce zabraňující můstkům vytvářejí fyzickou bariéru, která blokuje tok pájky mezi sousedními ploškami, čímž se snižuje možnost tvorby pájecího můstku. Správné zarovnání šablony během procesu vkládání je rozhodující pro udržení požadované vzdálenosti mezi součástmi. Nesouosost má za následek nerovnoměrné usazování pájecí pasty, což zvyšuje riziko vzniku pájecích můstků. Použití vyrovnávacího systému, jako je kamerový systém nebo laserové zarovnání, může zajistit přesné umístění šablony a minimalizovat výskyt přemostění pájky.
B. Kontrolujte množství pájecí pasty: Kontrolujte množství pájecí pasty, aby se zabránilo nadměrnému usazování, které může vést k přemostění pájky.Při určování optimálního množství pájecí pasty je třeba vzít v úvahu několik faktorů. Patří mezi ně rozteč komponent, tloušťka šablony a velikost podložky. Rozestupy součástí hrají důležitou roli při určování dostatečného množství potřebné pájecí pasty. Čím blíže jsou součásti k sobě, tím méně pájecí pasty je potřeba, aby nedocházelo k přemostění. Tloušťka šablony také ovlivňuje množství nanesené pájecí pasty. Tlustší šablony mají tendenci nanášet více pájecí pasty, zatímco tenčí šablony mají tendenci nanášet méně pájecí pasty. Nastavení tloušťky šablony podle specifických požadavků na montáž PCB může pomoci řídit množství použité pájecí pasty. Při určování vhodného množství pájecí pasty je třeba vzít v úvahu také velikost plošek na DPS. Větší plošky mohou vyžadovat větší objem pájecí pasty, zatímco menší plošky mohou vyžadovat menší objem pájecí pasty. Správná analýza těchto proměnných a odpovídající úprava objemu pájecí pasty může pomoci zabránit nadměrnému usazování pájky a minimalizovat riziko přemostění pájky.
C. Zajistěte správné přetavení pájeného spoje: Dosažení správného přetavení pájeného spoje je zásadní pro zamezení vzniku pájecích můstků.To zahrnuje implementaci vhodných teplotních profilů, doby prodlevy a nastavení přetavení během procesu pájení. Teplotní profil se vztahuje k cyklům ohřevu a chlazení, kterými deska plošných spojů prochází během přetavení. Je nutné dodržovat doporučený teplotní profil pro konkrétní použitou pájecí pastu. To zajišťuje úplné roztavení a tok pájecí pasty, což umožňuje správné smáčení vývodů součástek a destiček PCB a zároveň zabraňuje nedostatečnému nebo neúplnému přetavení. Je také třeba pečlivě zvážit dobu prodlevy, která se vztahuje k době, kdy je deska plošných spojů vystavena špičkové teplotě přetavení. Dostatečná doba zdržení umožňuje pájecí pastě zcela zkapalnit a vytvořit požadované intermetalické sloučeniny, čímž se zlepší kvalita pájeného spoje. Nedostatečná doba prodlevy má za následek nedostatečné roztavení, což má za následek neúplné pájené spoje a zvýšené riziko pájecích můstků. Nastavení přetavení, jako je rychlost dopravníku a špičková teplota, by měla být optimalizována, aby se zajistilo úplné roztavení a ztuhnutí pájecí pasty. Je důležité řídit rychlost dopravníku, aby se dosáhlo dostatečného přenosu tepla a dostatečné doby pro to, aby pájecí pasta tekla a ztuhla. Špičková teplota by měla být nastavena na optimální úroveň pro konkrétní pájecí pastu, aby bylo zajištěno úplné přetavení bez nadměrného usazování nebo přemostění pájky.
D. Správa čistoty desky plošných spojů: Správná správa čistoty desky plošných spojů je zásadní pro zabránění přemostění pájky.Kontaminace na povrchu PCB může narušit smáčení pájky a zvýšit pravděpodobnost tvorby pájecího můstku. Odstranění kontaminantů před procesem svařování je kritické. Důkladné čištění PCB pomocí vhodných čisticích prostředků a technik pomůže odstranit prach, vlhkost, olej a další nečistoty. To zajišťuje, že pájecí pasta správně smáčí destičky plošných spojů a vývody součástek, čímž se snižuje možnost pájecích můstků. Navíc správné skladování a manipulace s PCB, stejně jako minimalizace lidského kontaktu, může pomoci minimalizovat kontaminaci a udržet celý proces montáže čistý.
E. Kontrola po pájení a přepracování: Provedení důkladné vizuální kontroly a automatizované optické kontroly (AOI) po procesu pájení je zásadní pro identifikaci jakýchkoli problémů s přemostěním pájky.Okamžitá detekce pájecích můstků umožňuje včasné přepracování a opravy k odstranění problému dříve, než způsobí další problémy nebo poruchy. Vizuální kontrola zahrnuje důkladnou kontrolu pájených spojů za účelem zjištění jakýchkoli známek přemostění pájky. Zvětšovací nástroje, jako je mikroskop nebo lupa, mohou pomoci přesně identifikovat přítomnost zubního můstku. Systémy AOI využívají inspekční technologii založenou na obrazu k automatické detekci a identifikaci defektů pájecího můstku. Tyto systémy dokážou rychle skenovat desky plošných spojů a poskytovat podrobnou analýzu kvality pájených spojů, včetně přítomnosti přemostění. Systémy AOI jsou zvláště užitečné při detekci menších, těžko dostupných pájecích můstků, které mohou být při vizuální kontrole přehlédnuty. Jakmile je pájecí můstek objeven, měl by být okamžitě přepracován a opraven. To zahrnuje použití správných nástrojů a technik k odstranění přebytečné pájky a oddělení můstkových spojů. Podniknutí nezbytných kroků k opravě pájecích můstků je zásadní pro prevenci dalších problémů a zajištění spolehlivosti hotového výrobku.
4. Efektivní řešení pro pájení SMT PCB:
A. Ruční odpájení: U menších pájecích můstků je efektivním řešením ruční odstranění pájky pomocí páječky s jemným hrotem pod lupou pro přístup a odstranění pájecího můstku.Tato technologie vyžaduje pečlivé zacházení, aby nedošlo k poškození okolních součástí nebo vodivých oblastí. Chcete-li odstranit pájecí můstky, zahřejte hrot páječky a opatrně jej naneste na přebytečnou pájku, roztavte ji a odsuňte ji z cesty. Je důležité zajistit, aby hrot páječky nepřišel do kontaktu s jinými součástmi nebo oblastmi, aby nedošlo k poškození. Tato metoda funguje nejlépe tam, kde je pájecí můstek viditelný a přístupný a je třeba dbát na přesné a kontrolované pohyby.
B. Použijte páječku a pájecí drát pro přepracování: Přepracování pomocí páječky a pájecího drátu (také známého jako odpájecí oplet) je dalším účinným řešením pro odstranění pájecích můstků.Pájecí knot je vyroben z tenkého měděného drátu potaženého tavidlem pro usnadnění procesu odpájení. Pro použití této techniky se na přebytečnou pájku umístí pájecí knot a na pájecí knot se aplikuje teplo páječky. Teplo roztaví pájku a knot absorbuje roztavenou pájku, čímž ji odstraní. Tato metoda vyžaduje zručnost a přesnost, aby nedošlo k poškození choulostivých součástí, a je třeba zajistit dostatečné pokrytí pájecího jádra na pájecím můstku. Tento proces může být nutné několikrát opakovat, aby se pájka úplně odstranila.
C. Automatická detekce a odstranění pájecího můstku: Pokročilé kontrolní systémy vybavené technologií strojového vidění mohou rychle identifikovat pájecí můstky a usnadnit jejich odstranění pomocí lokalizovaného laserového ohřevu nebo technologie vzduchového paprsku.Tato automatizovaná řešení poskytují vysokou přesnost a efektivitu při detekci a odstraňování pájecích můstků. Systémy strojového vidění využívají kamery a algoritmy pro zpracování obrazu k analýze kvality pájeného spoje a detekci jakýchkoli anomálií, včetně pájecích můstků. Jakmile je systém identifikován, může spustit různé režimy zásahu. Jednou z takových metod je lokalizované laserové zahřívání, kdy se laser používá k selektivnímu zahřívání a tavení pájecího můstku tak, aby jej bylo možné snadno odstranit. Další metoda zahrnuje použití koncentrovaného proudu vzduchu, který aplikuje řízený proud vzduchu k odfouknutí přebytečné pájky bez ovlivnění okolních součástí. Tyto automatizované systémy šetří čas a námahu a zároveň zajišťují konzistentní a spolehlivé výsledky.
D. Použijte selektivní pájení vlnou: Selektivní pájení vlnou je preventivní metoda, která snižuje riziko vzniku pájecích můstků při pájení.Na rozdíl od tradičního vlnového pájení, které ponoří celou desku plošných spojů do vlny roztavené pájky, selektivní vlnové pájení aplikuje roztavenou pájku pouze na konkrétní oblasti, čímž se obchází snadno přemosťující součásti nebo vodivé oblasti. Této technologie je dosaženo použitím přesně řízené trysky nebo pohyblivé svařovací vlny, která cílí na požadovanou oblast svařování. Selektivní aplikací pájky lze výrazně snížit riziko nadměrného roztečení pájky a přemostění. Selektivní pájení vlnou je zvláště účinné u plošných spojů se složitým uspořádáním nebo součástek s vysokou hustotou, kde je vyšší riziko přemostění pájky. Poskytuje větší kontrolu a přesnost během procesu svařování a minimalizuje možnost výskytu pájecích můstků.
v souhrnu SMT pájecí můstek je významnou výzvou, která může ovlivnit výrobní proces a kvalitu produktu při výrobě elektroniky. Pochopením příčin a přijetím preventivních opatření však mohou výrobci výrazně snížit výskyt můstků pájky. Optimalizace návrhu šablony je kritická, protože zajišťuje správné nanášení pájecí pasty a snižuje možnost přebytečné pájecí pasty způsobující přemostění. Navíc řízení objemu pájecí pasty a parametrů přetavení, jako je teplota a čas, může pomoci dosáhnout optimální tvorby pájeného spoje a zabránit přemostění. Udržování čistého povrchu desky plošných spojů je zásadní pro zamezení přemostění pájky, proto je důležité zajistit řádné čištění a odstranění všech nečistot nebo zbytků z desky. Postupy kontroly po svařování, jako je vizuální kontrola nebo automatizované systémy, mohou detekovat přítomnost jakýchkoli pájecích můstků a usnadnit včasné přepracování k vyřešení těchto problémů. Zavedením těchto preventivních opatření a vývojem účinných řešení mohou výrobci elektroniky minimalizovat riziko přemostění SMT pájky a zajistit výrobu spolehlivých, vysoce kvalitních elektronických zařízení. Silný systém kontroly kvality a úsilí o neustálé zlepšování jsou také zásadní pro monitorování a řešení jakýchkoli opakujících se problémů s přemostěním pájky. Správnými kroky mohou výrobci zvýšit efektivitu výroby, snížit náklady spojené s přepracováním a opravami a nakonec dodávat produkty, které splňují nebo překračují očekávání zákazníků.
Čas odeslání: 11. září 2023
Zadní
