SMT-soldeeroverbrugging is een veel voorkomende uitdaging waarmee elektronicafabrikanten tijdens het assemblageproces worden geconfronteerd. Dit fenomeen doet zich voor wanneer soldeer onbedoeld twee aangrenzende componenten of geleidende gebieden met elkaar verbindt, wat resulteert in kortsluiting of verminderde functionaliteit.In dit artikel gaan we in op de fijne kneepjes van SMT-soldeerbruggen, inclusief hun oorzaken, preventieve maatregelen en effectieve oplossingen.
1.Wat is SMT PCB-soldeeroverbrugging:
SMT-soldeeroverbrugging, ook bekend als een "soldeerkortsluiting" of "soldeerbrug", vindt plaats tijdens de assemblage van SMT-componenten (Surface Mount Technology) op een printplaat (PCB). Bij SMT worden componenten rechtstreeks op het PCB-oppervlak gemonteerd en wordt soldeerpasta gebruikt om elektrische en mechanische verbindingen tussen het component en de PCB tot stand te brengen. Tijdens het soldeerproces wordt soldeerpasta aangebracht op de PCB-pads en leads van de SMT-componenten. Vervolgens wordt de printplaat verwarmd, waardoor de soldeerpasta smelt en gaat vloeien, waardoor er een verbinding ontstaat tussen het onderdeel en de printplaat.
2. Oorzaken van SMT PCB-soldeeroverbrugging:
SMT-soldeeroverbrugging treedt op wanneer tijdens de montage een onbedoelde verbinding wordt gevormd tussen aangrenzende pads of leads op een printplaat (PCB). Dit fenomeen kan leiden tot kortsluiting, onjuiste verbindingen en algehele uitval van elektronische apparatuur.
SMT-soldeerbruggen kunnen om verschillende redenen voorkomen, waaronder onvoldoende soldeerpastavolume, onjuist of verkeerd uitgelijnd stencilontwerp, onvoldoende reflow van de soldeerverbinding, PCB-verontreiniging en overmatig vloeimiddelresidu.Onvoldoende soldeerpasta is één van de oorzaken van soldeerbruggen. Tijdens het stencilprintproces wordt soldeerpasta aangebracht op de PCB-pads en componentleidingen. Als u niet voldoende soldeerpasta aanbrengt, kan het zijn dat u een lage afstandshoogte krijgt, wat betekent dat er niet genoeg ruimte is voor de soldeerpasta om het onderdeel goed op de pad aan te sluiten. Dit kan leiden tot onjuiste scheiding van componenten en de vorming van soldeerbruggen tussen aangrenzende componenten. Een onjuist stencilontwerp of een verkeerde uitlijning kunnen ook soldeerbruggen veroorzaken.
Onjuist ontworpen stencils kunnen een ongelijkmatige afzetting van soldeerpasta veroorzaken tijdens het aanbrengen van soldeerpasta. Dit betekent dat er op sommige plekken te veel soldeerpasta zit en op andere plekken te weinig.Een ongebalanceerde afzetting van soldeerpasta kan soldeerbruggen veroorzaken tussen aangrenzende componenten of geleidende gebieden op de PCB. Als het stencil niet goed is uitgelijnd tijdens het aanbrengen van soldeerpasta, kan dit ertoe leiden dat de soldeerafzettingen niet goed worden uitgelijnd en soldeerbruggen vormen.
Onvoldoende reflow van de soldeerverbinding is een andere oorzaak van soldeeroverbrugging. Tijdens het soldeerproces wordt de printplaat met soldeerpasta verwarmd tot een bepaalde temperatuur, zodat de soldeerpasta smelt en vloeit om soldeerverbindingen te vormen.Als het temperatuurprofiel of de reflow-instellingen niet correct zijn ingesteld, smelt de soldeerpasta mogelijk niet volledig of stroomt deze niet goed. Dit kan resulteren in onvolledig smelten en onvoldoende scheiding tussen aangrenzende pads of leidingen, wat resulteert in soldeerbruggen.
PCB-vervuiling is een veelvoorkomende oorzaak van soldeeroverbrugging. Voorafgaand aan het soldeerproces kunnen verontreinigingen zoals stof, vocht, olie of vloeimiddelresten op het PCB-oppervlak aanwezig zijn.Deze verontreinigingen kunnen de juiste bevochtiging en vloeiing van het soldeer verstoren, waardoor het voor het soldeer gemakkelijker wordt om onbedoelde verbindingen te vormen tussen aangrenzende pads of leidingen.
Overmatige vloeimiddelresten kunnen er ook voor zorgen dat er soldeerbruggen ontstaan. Flux is een chemische stof die wordt gebruikt om oxiden van metalen oppervlakken te verwijderen en het bevochtigen van soldeer tijdens het solderen te bevorderen.Als het vloeimiddel na het solderen echter niet voldoende wordt gereinigd, kan het een residu achterlaten. Deze resten kunnen fungeren als een geleidend medium, waardoor het soldeer onbedoelde verbindingen en soldeerbruggen kan creëren tussen aangrenzende pads of leads op de PCB.
3. Preventieve maatregelen voor SMT PCB-soldeerbruggen:
A. Optimaliseer het stencilontwerp en de uitlijning: Een van de belangrijkste factoren bij het voorkomen van soldeerbruggen is het optimaliseren van het stencilontwerp en het zorgen voor een goede uitlijning tijdens het aanbrengen van soldeerpasta.Dit omvat het verkleinen van de openingsgrootte om de hoeveelheid soldeerpasta die op de PCB-pads wordt afgezet te controleren. Kleinere poriegroottes helpen de mogelijkheid te verminderen dat overtollige soldeerpasta zich verspreidt en brugvorming veroorzaakt. Bovendien kan het afronden van de randen van de sjabloongaten een betere loslating van de soldeerpasta bevorderen en de neiging van soldeer om een brug te vormen tussen aangrenzende pads verminderen. Het implementeren van anti-overbruggingstechnieken, zoals het opnemen van kleinere bruggen of gaten in het stencilontwerp, kan ook soldeeroverbrugging helpen voorkomen. Deze brugpreventievoorzieningen creëren een fysieke barrière die de soldeerstroom tussen aangrenzende pads blokkeert, waardoor de kans op soldeerbrugvorming wordt verkleind. Een juiste uitlijning van de sjabloon tijdens het plakproces is van cruciaal belang om de vereiste afstand tussen de componenten te behouden. Een verkeerde uitlijning resulteert in een ongelijkmatige afzetting van soldeerpasta, waardoor het risico op soldeerbruggen toeneemt. Het gebruik van een uitlijningssysteem zoals een vision-systeem of laseruitlijning kan een nauwkeurige plaatsing van het sjabloon garanderen en het optreden van soldeerbruggen minimaliseren.
B. Controleer de hoeveelheid soldeerpasta: Het controleren van de hoeveelheid soldeerpasta is van cruciaal belang om overafzetting te voorkomen, wat kan leiden tot soldeerbruggen.Bij het bepalen van de optimale hoeveelheid soldeerpasta moet met verschillende factoren rekening worden gehouden. Deze omvatten de componentafstand, stencildikte en padgrootte. De afstand tussen de componenten speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de benodigde hoeveelheid soldeerpasta. Hoe dichter de componenten bij elkaar zijn, hoe minder soldeerpasta nodig is om brugvorming te voorkomen. De dikte van de stencil heeft ook invloed op de hoeveelheid afgezette soldeerpasta. Dikkere stencils hebben de neiging om meer soldeerpasta af te zetten, terwijl dunnere stencils de neiging hebben om minder soldeerpasta af te zetten. Door de stencildikte aan te passen aan de specifieke vereisten van de PCB-assemblage, kan de hoeveelheid gebruikte soldeerpasta worden gecontroleerd. Bij het bepalen van de juiste hoeveelheid soldeerpasta moet ook rekening worden gehouden met de grootte van de pads op de printplaat. Voor grotere pads is mogelijk meer soldeerpastavolume nodig, terwijl voor kleinere pads mogelijk minder soldeerpastavolume nodig is. Door deze variabelen correct te analyseren en het volume van de soldeerpasta dienovereenkomstig aan te passen, kunt u overmatige soldeerafzetting helpen voorkomen en het risico op soldeeroverbrugging minimaliseren.
C. Zorg voor een goede reflow van de soldeerverbinding: Het bereiken van een goede reflow van de soldeerverbinding is van cruciaal belang om soldeerbruggen te voorkomen.Dit omvat het implementeren van geschikte temperatuurprofielen, verblijftijden en reflow-instellingen tijdens het soldeerproces. Het temperatuurprofiel verwijst naar de verwarmings- en koelcycli die de PCB doorloopt tijdens reflow. Het aanbevolen temperatuurprofiel voor de specifieke gebruikte soldeerpasta moet worden gevolgd. Dit zorgt voor een volledig smelten en vloeien van de soldeerpasta, waardoor een goede bevochtiging van componentleidingen en PCB-pads mogelijk is en tegelijkertijd onvoldoende of onvolledige reflow wordt voorkomen. Er moet ook zorgvuldig rekening worden gehouden met de verblijftijd, die verwijst naar de tijd dat de PCB wordt blootgesteld aan de piekreflowtemperatuur. Door een voldoende verblijftijd kan de soldeerpasta volledig vloeibaar worden en de vereiste intermetallische verbindingen vormen, waardoor de kwaliteit van de soldeerverbinding wordt verbeterd. Een onvoldoende verblijftijd resulteert in onvoldoende smelten, wat resulteert in onvolledige soldeerverbindingen en een verhoogd risico op soldeerbruggen. Reflow-instellingen, zoals transportsnelheid en piektemperatuur, moeten worden geoptimaliseerd om volledig smelten en stollen van de soldeerpasta te garanderen. Het is van cruciaal belang om de snelheid van de transportband te regelen om voldoende warmteoverdracht te bereiken en voldoende tijd te hebben om de soldeerpasta te laten stromen en te stollen. De piektemperatuur moet worden ingesteld op een optimaal niveau voor de specifieke soldeerpasta, zodat volledige reflow wordt gegarandeerd zonder overmatige soldeerafzetting of brugvorming te veroorzaken.
D. Beheer van PCB-reinheid: Een goed beheer van PCB-reinheid is van cruciaal belang om soldeeroverbrugging te voorkomen.Verontreiniging op het PCB-oppervlak kan de soldeerbevochtiging verstoren en de kans op soldeerbrugvorming vergroten. Het elimineren van verontreinigingen vóór het lasproces is van cruciaal belang. Het grondig reinigen van PCB's met behulp van geschikte reinigingsmiddelen en technieken zal helpen bij het verwijderen van stof, vocht, olie en andere verontreinigingen. Dit zorgt ervoor dat de soldeerpasta de PCB-pads en componentleidingen goed bevochtigt, waardoor de kans op soldeerbruggen wordt verkleind. Bovendien kan een goede opslag en behandeling van PCB's, evenals het minimaliseren van menselijk contact, helpen de besmetting te minimaliseren en het hele assemblageproces schoon te houden.
E. Inspectie en herbewerking na het solderen: Het uitvoeren van een grondige visuele inspectie en geautomatiseerde optische inspectie (AOI) na het soldeerproces is van cruciaal belang voor het identificeren van eventuele soldeeroverbruggingsproblemen.Snelle detectie van soldeerbruggen maakt tijdige herbewerking en reparatie mogelijk om het probleem te corrigeren voordat verdere problemen of storingen worden veroorzaakt. Een visuele inspectie omvat een grondige inspectie van de soldeerverbindingen om eventuele tekenen van soldeeroverbrugging te identificeren. Vergrotende hulpmiddelen, zoals een microscoop of loep, kunnen helpen de aanwezigheid van een tandbrug nauwkeurig te identificeren. AOI-systemen maken gebruik van beeldgebaseerde inspectietechnologie om soldeerbrugdefecten automatisch te detecteren en identificeren. Deze systemen kunnen PCB's snel scannen en een gedetailleerde analyse geven van de kwaliteit van de soldeerverbindingen, inclusief de aanwezigheid van overbruggingen. AOI-systemen zijn vooral nuttig bij het detecteren van kleinere, moeilijk te vinden soldeerbruggen die tijdens visuele inspectie over het hoofd kunnen worden gezien. Zodra een soldeerbrug wordt ontdekt, moet deze onmiddellijk worden herwerkt en gerepareerd. Dit omvat het gebruik van de juiste gereedschappen en technieken om overtollig soldeer te verwijderen en de brugverbindingen te scheiden. Het nemen van de nodige stappen om soldeerbruggen te corrigeren is van cruciaal belang om verdere problemen te voorkomen en de betrouwbaarheid van het eindproduct te garanderen.
4. Effectieve oplossingen voor SMT PCB-soldeeroverbrugging:
A. Handmatig desolderen: Voor kleinere soldeerbruggen is het handmatig verwijderen van soldeer een effectieve oplossing, waarbij u een soldeerbout met fijne punt onder een vergrootglas gebruikt om de soldeerbrug te bereiken en te verwijderen.Deze technologie vereist een zorgvuldige omgang om schade aan omliggende componenten of geleidende gebieden te voorkomen. Om soldeerbruggen te verwijderen, verwarmt u de punt van de soldeerbout en brengt u deze voorzichtig aan op het overtollige soldeer, waardoor het smelt en uit de weg wordt gehaald. Het is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de punt van de soldeerbout niet in contact komt met andere componenten of gebieden om schade te voorkomen. Deze methode werkt het beste als de soldeerbrug zichtbaar en toegankelijk is, en er moet op worden gelet dat nauwkeurige en gecontroleerde bewegingen worden gemaakt.
B. Gebruik een soldeerbout en soldeerdraad voor nabewerking: Nabewerking met een soldeerbout en soldeerdraad (ook wel desoldeervlecht genoemd) is een andere effectieve oplossing voor het verwijderen van soldeerbruggen.De soldeerlont is gemaakt van dun koperdraad bedekt met vloeimiddel om het desoldeerproces te vergemakkelijken. Om deze techniek te gebruiken, wordt een soldeerlont over het overtollige soldeer geplaatst en wordt de warmte van de soldeerbout op de soldeerlont aangebracht. Door de hitte smelt het soldeer en de lont absorbeert het gesmolten soldeer, waardoor het wordt verwijderd. Deze methode vereist vaardigheid en precisie om beschadiging van delicate componenten te voorkomen, en men moet zorgen voor voldoende soldeerkerndekking op de soldeerbrug. Dit proces moet mogelijk meerdere keren worden herhaald om het soldeer volledig te verwijderen.
C. Automatische detectie en verwijdering van soldeerbruggen: Geavanceerde inspectiesystemen uitgerust met machine vision-technologie kunnen soldeerbruggen snel identificeren en de verwijdering ervan vergemakkelijken door middel van plaatselijke laserverwarming of luchtstraaltechnologie.Deze geautomatiseerde oplossingen bieden een hoge nauwkeurigheid en efficiëntie bij het detecteren en verwijderen van soldeerbruggen. Machine vision-systemen maken gebruik van camera's en beeldverwerkingsalgoritmen om de kwaliteit van de soldeerverbindingen te analyseren en eventuele afwijkingen, inclusief soldeerbruggen, te detecteren. Eenmaal geïdentificeerd, kan het systeem verschillende interventiemodi activeren. Eén zo'n methode is gelokaliseerde laserverwarming, waarbij een laser wordt gebruikt om de soldeerbrug selectief te verwarmen en te smelten, zodat deze gemakkelijk kan worden verwijderd. Een andere methode omvat het gebruik van een geconcentreerde luchtstraal die een gecontroleerde luchtstroom aanbrengt om overtollig soldeer weg te blazen zonder de omliggende componenten te beïnvloeden. Deze geautomatiseerde systemen besparen tijd en moeite en zorgen tegelijkertijd voor consistente en betrouwbare resultaten.
D. Gebruik selectief golfsolderen: Selectief golfsolderen is een preventieve methode die de kans op soldeerbruggen tijdens het solderen verkleint.In tegenstelling tot traditioneel golfsolderen, waarbij de hele printplaat wordt ondergedompeld in een golf gesmolten soldeer, wordt bij selectief golfsolderen alleen gesmolten soldeer op specifieke gebieden aangebracht, waarbij gemakkelijk overbruggende componenten of geleidende gebieden worden omzeild. Deze technologie wordt bereikt door gebruik te maken van een nauwkeurig gecontroleerd mondstuk of een beweegbare lasgolf die zich op het gewenste lasgebied richt. Door selectief soldeer aan te brengen, kan het risico op overmatige soldeerverspreiding en brugvorming aanzienlijk worden verminderd. Selectief golfsolderen is vooral effectief op PCB's met complexe lay-outs of componenten met een hoge dichtheid, waar het risico op soldeeroverbrugging groter is. Het biedt meer controle en nauwkeurigheid tijdens het lasproces, waardoor de kans op soldeerbruggen wordt geminimaliseerd.
Samenvattend, SMT-soldeeroverbrugging is een aanzienlijke uitdaging die van invloed kan zijn op het productieproces en de productkwaliteit bij de productie van elektronica. Door de oorzaken te begrijpen en preventieve maatregelen te nemen, kunnen fabrikanten het optreden van soldeerbruggen echter aanzienlijk verminderen. Het optimaliseren van het stencilontwerp is van cruciaal belang omdat het zorgt voor een goede afzetting van soldeerpasta en de kans verkleint dat overtollige soldeerpasta brugvorming veroorzaakt. Bovendien kan het regelen van het volume van de soldeerpasta en de reflow-parameters zoals temperatuur en tijd helpen bij het bereiken van een optimale soldeerverbindingsvorming en het voorkomen van brugvorming. Het schoonhouden van het PCB-oppervlak is van cruciaal belang om soldeerbruggen te voorkomen, dus het is belangrijk om te zorgen voor een goede reiniging en verwijdering van eventuele verontreinigingen of resten van de plaat. Inspectieprocedures na het lassen, zoals visuele inspectie of geautomatiseerde systemen, kunnen de aanwezigheid van eventuele soldeerbruggen detecteren en tijdige herbewerking vergemakkelijken om deze problemen op te lossen. Door deze preventieve maatregelen te implementeren en effectieve oplossingen te ontwikkelen, kunnen elektronicafabrikanten het risico op SMT-soldeeroverbrugging minimaliseren en de productie van betrouwbare, hoogwaardige elektronische apparaten garanderen. Een sterk kwaliteitscontrolesysteem en voortdurende verbeteringsinspanningen zijn ook van cruciaal belang om eventuele terugkerende soldeeroverbruggingsproblemen te monitoren en op te lossen. Door de juiste stappen te nemen kunnen fabrikanten de productie-efficiëntie verhogen, de kosten die gepaard gaan met herbewerking en reparatie verlagen en uiteindelijk producten leveren die aan de verwachtingen van de klant voldoen of deze zelfs overtreffen.
Posttijd: 11 september 2023
Rug
