SMT lemljenje premošćivanjem čest je izazov s kojim se suočavaju proizvođači elektronike tijekom procesa sastavljanja. Do ovog fenomena dolazi kada lem nenamjerno spoji dvije susjedne komponente ili vodljiva područja, što rezultira kratkim spojem ili kompromitiranom funkcijom.U ovom ćemo članku proniknuti u zamršenost SMT lemljenih mostova, uključujući njihove uzroke, preventivne mjere i učinkovita rješenja.
1. Što je SMT PCB premošćivanje lemljenjem:
SMT lemljenje premošćeno također poznato kao "kratki spoj" ili "lemni most" događa se tijekom sastavljanja komponenti tehnologije površinske montaže (SMT) na tiskanoj ploči (PCB). Kod SMT-a, komponente se montiraju izravno na površinu PCB-a, a pasta za lemljenje koristi se za stvaranje električnih i mehaničkih veza između komponente i PCB-a. Tijekom procesa lemljenja, pasta za lemljenje nanosi se na PCB jastučiće i izvode SMT komponenti. PCB se zatim zagrijava, uzrokujući taljenje i tečenje paste za lemljenje, stvarajući vezu između komponente i PCB-a.
2. Uzroci premošćavanja SMT PCB lema:
Premošćivanje SMT lemljenjem događa se kada se stvori nenamjerna veza između susjednih jastučića ili izvoda na tiskanoj ploči (PCB) tijekom sastavljanja. Ova pojava može dovesti do kratkih spojeva, neispravnih spojeva i ukupnog kvara elektroničke opreme.
SMT lemni mostovi mogu se pojaviti iz različitih razloga, uključujući nedovoljan volumen paste za lemljenje, netočan ili neporavnat dizajn šablone, neadekvatno ponovno pretapanje lemljenih spojeva, kontaminaciju PCB-a i prekomjerne ostatke fluksa.Nedovoljna količina paste za lemljenje jedan je od uzroka lemnih mostova. Tijekom procesa ispisa šablone, pasta za lemljenje se nanosi na PCB jastučiće i izvode komponenti. Ako ne nanesete dovoljno paste za lemljenje, možete završiti s malom visinom odstupanja, što znači da neće biti dovoljno mjesta da pasta za lemljenje ispravno poveže komponentu s podlogom. To može dovesti do nepravilnog odvajanja komponenti i stvaranja lemnih mostova između susjednih komponenti. Neispravan dizajn šablone ili neusklađenost također mogu uzrokovati lemljenje.
Nepravilno dizajnirane šablone mogu uzrokovati neravnomjerno taloženje paste za lemljenje tijekom nanošenja paste za lemljenje. To znači da na nekim područjima može biti previše paste za lemljenje, a na drugim premalo.Neuravnoteženo taloženje paste za lemljenje može uzrokovati spajanje lemnih mostova između susjednih komponenti ili vodljivih područja na PCB-u. Isto tako, ako šablona nije ispravno poravnata tijekom nanošenja paste za lemljenje, to može uzrokovati neusklađenost naslaga lema i formiranje lemnih mostova.
Neadekvatno reflow lemljenja još je jedan uzrok lemnog mosta. Tijekom procesa lemljenja PCB s pastom za lemljenje zagrijava se na određenu temperaturu tako da se pasta za lemljenje topi i teče u obliku lemljenih spojeva.Ako temperaturni profil ili postavke reflowa nisu pravilno postavljene, pasta za lemljenje se možda neće potpuno otopiti ili pravilno teći. To može dovesti do nepotpunog taljenja i nedovoljnog odvajanja između susjednih jastučića ili izvoda, što rezultira lemljenim mostovima.
Kontaminacija PCB-om čest je uzrok lemljenih mostova. Prije procesa lemljenja, onečišćenja poput prašine, vlage, ulja ili ostataka topitelja mogu biti prisutni na površini PCB-a.Ovi kontaminanti mogu ometati pravilno vlaženje i protok lema, olakšavajući lemu stvaranje nenamjernih veza između susjednih jastučića ili izvoda.
Prekomjerni ostaci topitelja također mogu uzrokovati stvaranje lemnih mostova. Topilo je kemikalija koja se koristi za uklanjanje oksida s metalnih površina i poticanje vlaženja lemljenja tijekom lemljenja.Međutim, ako se prašak ne očisti na odgovarajući način nakon lemljenja, može ostaviti talog. Ovi ostaci mogu djelovati kao vodljivi medij, dopuštajući lemljenju stvaranje neželjenih veza i lemljenje mostova između susjednih jastučića ili izvoda na tiskanoj ploči.
3. Preventivne mjere za SMT PCB lemne mostove:
A. Optimizirajte dizajn šablone i poravnanje: Jedan od ključnih čimbenika u sprječavanju lemljenih mostova je optimizacija dizajna šablone i osiguravanje pravilnog poravnanja tijekom nanošenja paste za lemljenje.To uključuje smanjenje veličine otvora blende kako bi se kontrolirala količina paste za lemljenje nanesene na PCB jastučiće. Manje veličine pora pomažu u smanjenju mogućnosti širenja viška paste za lemljenje i stvaranja mostova. Osim toga, zaokruživanje rubova rupa na šabloni može pospješiti bolje otpuštanje paste za lemljenje i smanjiti sklonost lemljenja da premosti susjedne jastučiće. Primjena tehnika protiv premošćivanja, kao što je ugradnja manjih premosnica ili praznina u dizajn šablone, također može pomoći u sprječavanju premošćavanja lemljenja. Ove značajke za sprječavanje stvaranja mostova stvaraju fizičku barijeru koja blokira protok lema između susjednih jastučića, čime se smanjuje mogućnost stvaranja mostova lema. Ispravno poravnanje predloška tijekom postupka lijepljenja ključno je za održavanje potrebnog razmaka između komponenti. Neusklađenost rezultira neravnomjernim taloženjem paste za lemljenje, što povećava rizik od lemljenih mostova. Korištenje sustava za poravnanje kao što je sustav za viziju ili lasersko poravnanje može osigurati točno postavljanje šablone i smanjiti pojavu lemljenih mostova.
B. Kontrolirajte količinu paste za lemljenje: Kontrola količine paste za lemljenje ključna je za sprječavanje prekomjernog taloženja, što može dovesti do premošćavanja lemljenja.Prilikom određivanja optimalne količine paste za lemljenje treba uzeti u obzir nekoliko čimbenika. To uključuje korak komponente, debljinu šablone i veličinu podloge. Razmak komponenti igra važnu ulogu u određivanju dovoljne količine potrebne paste za lemljenje. Što su komponente bliže jedna drugoj, potrebno je manje paste za lemljenje kako bi se izbjeglo premošćivanje. Debljina šablone također utječe na količinu nanesene paste za lemljenje. Deblje šablone imaju tendenciju taložiti više paste za lemljenje, dok tanje šablone imaju tendenciju taložiti manje paste za lemljenje. Podešavanje debljine šablone u skladu sa specifičnim zahtjevima PCB sklopa može pomoći u kontroli količine korištene paste za lemljenje. Veličinu jastučića na tiskanoj ploči također treba uzeti u obzir pri određivanju odgovarajuće količine paste za lemljenje. Za veće jastučiće može biti potrebna veća količina paste za lemljenje, dok za manje jastučiće može biti potrebna manja količina paste za lemljenje. Ispravna analiza ovih varijabli i prilagođavanje volumena paste za lemljenje u skladu s tim može spriječiti prekomjerno taloženje lema i minimizirati rizik od lemljenja.
C. Osigurajte pravilno reflow lemljenog spoja: Postizanje pravilnog reflowa lemljenog spoja ključno je za sprječavanje lemnih mostova.To uključuje primjenu odgovarajućih temperaturnih profila, vremena zadržavanja i postavki reflow tijekom procesa lemljenja. Profil temperature odnosi se na cikluse grijanja i hlađenja kroz koje PCB prolazi tijekom reflowa. Mora se slijediti preporučeni temperaturni profil za određenu pastu za lemljenje. To osigurava potpuno topljenje i tečenje paste za lemljenje, omogućavajući pravilno vlaženje vodiča komponenti i PCB jastučića dok istovremeno sprječava nedovoljno ili nepotpuno reflow. Vrijeme zadržavanja, koje se odnosi na vrijeme kada je PCB izložen vršnoj temperaturi povratnog toka, također treba pažljivo razmotriti. Dovoljno vrijeme zadržavanja omogućuje da se pasta za lemljenje potpuno ukapi i formira potrebne intermetalne spojeve, čime se poboljšava kvaliteta lemljenog spoja. Nedovoljno vrijeme zadržavanja rezultira nedovoljnim taljenjem, što rezultira nepotpunim lemljenim spojevima i povećanim rizikom od lemljenih mostova. Postavke reflowa, kao što su brzina pokretne trake i vršna temperatura, trebaju biti optimizirane kako bi se osiguralo potpuno taljenje i skrućivanje paste za lemljenje. Ključno je kontrolirati brzinu pokretne trake kako bi se postigao odgovarajući prijenos topline i dovoljno vremena da pasta za lemljenje teče i skrutne se. Vršnu temperaturu treba postaviti na optimalnu razinu za specifičnu pastu za lemljenje, osiguravajući potpuno pretapanje bez pretjeranog taloženja lema ili premošćavanja.
D. Upravljajte čistoćom PCB-a: Pravilno upravljanje čistoćom PCB-a ključno je za sprječavanje lemljenja.Kontaminacija površine PCB-a može ometati vlaženje lemljenja i povećati vjerojatnost stvaranja lemnog mosta. Uklanjanje kontaminanata prije procesa zavarivanja je kritično. Temeljito čišćenje PCB-a pomoću odgovarajućih sredstava za čišćenje i tehnika pomoći će u uklanjanju prašine, vlage, ulja i drugih onečišćenja. To osigurava da pasta za lemljenje pravilno navlaži PCB jastučiće i izvode komponenti, smanjujući mogućnost lemljenih mostova. Osim toga, pravilno skladištenje i rukovanje PCB-ima, kao i minimiziranje ljudskog kontakta, mogu pomoći smanjiti kontaminaciju i održati cijeli proces sastavljanja čistim.
E. Pregled i ponovna obrada nakon lemljenja: Izvođenje temeljitog vizualnog pregleda i automatizirane optičke inspekcije (AOI) nakon procesa lemljenja ključno je za prepoznavanje bilo kakvih problema s lemljenim mostovima.Brzo otkrivanje lemnih mostova omogućuje pravovremenu preradu i popravke kako bi se ispravio problem prije nego što izazove daljnje probleme ili kvarove. Vizualni pregled uključuje temeljit pregled lemljenih spojeva kako bi se identificirali bilo kakvi znakovi lemljenih mostova. Alati za povećanje, poput mikroskopa ili lupe, mogu pomoći u preciznom prepoznavanju prisutnosti zubnog mosta. AOI sustavi koriste tehnologiju pregleda temeljenu na slikama za automatsko otkrivanje i prepoznavanje nedostataka lemljenih mostova. Ovi sustavi mogu brzo skenirati PCB-ove i pružiti detaljnu analizu kvalitete lemljenih spojeva, uključujući prisutnost premošćavanja. AOI sustavi posebno su korisni u otkrivanju manjih, teško dostupnih lemnih mostova koji se mogu propustiti tijekom vizualnog pregleda. Nakon što se otkrije lemni most, treba ga odmah preraditi i popraviti. To uključuje korištenje odgovarajućih alata i tehnika za uklanjanje viška lema i odvajanje spojeva mosta. Poduzimanje potrebnih koraka za ispravljanje lemnih mostova ključno je za sprječavanje daljnjih problema i osiguravanje pouzdanosti gotovog proizvoda.
4. Učinkovita rješenja za SMT PCB lemljenje:
A. Ručno odlemljivanje: Za manje lemne mostove, ručno uklanjanje lemljenja je učinkovito rješenje, korištenjem finog vrha lemilice pod povećalom za pristup i uklanjanje lemnog mosta.Ova tehnologija zahtijeva pažljivo rukovanje kako bi se izbjeglo oštećenje okolnih komponenti ili vodljivih područja. Za uklanjanje lemnih mostova, zagrijte vrh lemilice i pažljivo ga nanesite na višak lema, otopite ga i pomaknite s puta. Ključno je osigurati da vrh lemilice ne dođe u dodir s drugim komponentama ili područjima kako ne bi došlo do oštećenja. Ova metoda najbolje funkcionira tamo gdje je lemni most vidljiv i dostupan, a potrebno je paziti na precizne i kontrolirane pokrete.
B. Koristite lemilo i žicu za lemljenje za preradu: Prerada pomoću lemila i žice za lemljenje (također poznata kao pletenica za odlemljivanje) još je jedno učinkovito rješenje za uklanjanje lemnih mostova.Fitilj za lemljenje izrađen je od tanke bakrene žice presvučene topilom koja pomaže u procesu odlemljivanja. Za korištenje ove tehnike, fitilj za lemljenje se postavlja preko viška lema i toplina lemilice se primjenjuje na fitilj za lemljenje. Toplina otapa lem, a fitilj upija rastopljeni lem, čime ga uklanja. Ova metoda zahtijeva vještinu i preciznost kako bi se izbjeglo oštećenje osjetljivih komponenti, a mora se osigurati i odgovarajuća pokrivenost lemne jezgre na lemnom mostu. Ovaj postupak će možda trebati ponoviti nekoliko puta kako bi se u potpunosti uklonio lem.
C. Automatsko otkrivanje i uklanjanje lemnih mostova: Napredni sustavi inspekcije opremljeni tehnologijom strojnog vida mogu brzo identificirati lemne mostove i olakšati njihovo uklanjanje lokaliziranim laserskim grijanjem ili tehnologijom zračnog mlaza.Ova automatizirana rješenja pružaju visoku točnost i učinkovitost u otkrivanju i uklanjanju lemnih mostova. Sustavi strojnog vida koriste kamere i algoritme za obradu slike za analizu kvalitete lemljenih spojeva i otkrivanje svih anomalija, uključujući lemne mostove. Jednom identificiran, sustav može pokrenuti različite načine intervencije. Jedna takva metoda je lokalizirano lasersko zagrijavanje, gdje se laser koristi za selektivno zagrijavanje i taljenje lemnog mosta tako da se može lako ukloniti. Druga metoda uključuje korištenje koncentriranog mlaza zraka koji primjenjuje kontrolirani protok zraka za otpuhivanje viška lema bez utjecaja na okolne komponente. Ovi automatizirani sustavi štede vrijeme i trud, a istovremeno osiguravaju dosljedne i pouzdane rezultate.
D. Koristite selektivno valovito lemljenje: Selektivno valovito lemljenje je preventivna metoda koja smanjuje rizik od lemljenih mostova tijekom lemljenja.Za razliku od tradicionalnog valovitog lemljenja, koje uranja cijeli PCB u val rastaljenog lema, selektivno valovito lemljenje nanosi rastaljeni lem samo na određena područja, zaobilazeći komponente koje se lako premošćuju ili vodljiva područja. Ova tehnologija se postiže korištenjem precizno kontrolirane mlaznice ili pokretnog vala za zavarivanje koji cilja željeno područje zavarivanja. Selektivnom primjenom lema može se značajno smanjiti rizik od prekomjernog širenja lema i premošćavanja. Selektivno valovito lemljenje posebno je učinkovito na PCB-ima sa složenim rasporedom ili komponentama visoke gustoće gdje je rizik od lemljenja veći. Omogućuje veću kontrolu i točnost tijekom procesa zavarivanja, smanjujući mogućnost pojave lemljenih mostova.
Ukratko, SMT lemljenje premošćivanjem značajan je izazov koji može utjecati na proizvodni proces i kvalitetu proizvoda u proizvodnji elektronike. Međutim, razumijevanjem uzroka i poduzimanjem preventivnih mjera, proizvođači mogu značajno smanjiti pojavu lemnih mostova. Optimiziranje dizajna šablone je ključno jer osigurava pravilno taloženje paste za lemljenje i smanjuje mogućnost da višak paste za lemljenje uzrokuje premošćenje. Dodatno, kontroliranje volumena paste za lemljenje i parametara reflowa kao što su temperatura i vrijeme mogu pomoći u postizanju optimalnog formiranja lemnog spoja i spriječiti premošćivanje. Održavanje površine PCB-a čistom ključno je za sprječavanje premošćavanja lemljenja, stoga je važno osigurati pravilno čišćenje i uklanjanje svih kontaminanata ili ostataka s ploče. Postupci pregleda nakon zavarivanja, poput vizualnog pregleda ili automatiziranih sustava, mogu otkriti prisutnost bilo kakvih lemnih mostova i olakšati pravovremenu ponovnu obradu za rješavanje ovih problema. Primjenom ovih preventivnih mjera i razvojem učinkovitih rješenja, proizvođači elektronike mogu minimizirati rizik od premošćavanja SMT lemljenjem i osigurati proizvodnju pouzdanih elektroničkih uređaja visoke kvalitete. Snažan sustav kontrole kvalitete i stalni napori na poboljšanju također su ključni za praćenje i rješavanje problema s lemljenim premošćivanjima koji se ponavljaju. Poduzimajući prave korake, proizvođači mogu povećati učinkovitost proizvodnje, smanjiti troškove povezane s preradom i popravcima i na kraju isporučiti proizvode koji ispunjavaju ili premašuju očekivanja kupaca.
Vrijeme objave: 11. rujna 2023
Nazad
