Cause, test e suggerimenti per evitare una saldatura insufficiente nel PCB

Una saldatura insufficiente può essere un problema frustrante per i progettisti di circuiti stampati, soprattutto quando si tratta di risoluzione dei problemi. Ci sono molti fattori diversi che possono contribuire a questo problema. Ciò rende difficile individuare la causa esatta di una saldatura insufficiente sulla scheda.

In questo articolo, esamineremo alcune delle cause più comuni di saldatura insufficiente, nonché alcuni suggerimenti che puoi utilizzare per evitarlo nel tuo lavoro di progettazione PCB.

Saldatura insufficiente

Cos'è una saldatura insufficiente?

Questo è un problema che può verificarsi durante la saldatura di un componente su un PCB. Succede quando hai troppa saldatura sul pad del componente. Ciò impedisce che entri in contatto con il PCB.

Una saldatura insufficiente è un problema che può verificarsi durante la saldatura di un giunto. Una saldatura insufficiente si verifica quando il metallo fuso si accumula o si accumula attorno al filo ma non lo copre completamente. Ciò può causare problemi di conduttività elettrica e resistenza meccanica. L'articolazione può essere debole e rompersi facilmente. Potrebbe non essere in grado di trasportare abbastanza corrente per alimentare il tuo progetto.

Saldatura insufficiente e differenza di saldatura in eccesso

La saldatura insufficiente si verifica quando non c'è abbastanza saldatura per colmare il divario tra i componenti che vengono uniti dal calore del processo di saldatura. Ciò può essere causato dalla mancanza di flusso sufficiente nel giunto, dal calore insufficiente o dal tempo insufficiente affinché la saldatura fluisca in tutti gli spazi tra i componenti. Se ciò accade, ci sarà un divario tra i componenti che non erano previsti.

La saldatura in eccesso si verifica quando c'è troppa saldatura per una data dimensione e configurazione del giunto. Ciò può verificarsi quando è stato applicato troppo flusso a un giunto. Anche quando viene saldata un'area molto piccola a cui è stato applicato troppo calore. La saldatura in eccesso scorrerà oltre il punto in cui dovrebbe andare. Creare una protuberanza sulla parte superiore dell'articolazione invece di una superficie uniforme.

Cause di saldatura insufficiente

Ci sono molte cause di saldatura insufficiente. Ecco alcuni dei più comuni:

Derivazioni non complanari

Quando stai saldando, il tuo obiettivo è assicurarti che tutti i cavi siano in contatto con il pad e che non si formino bolle d'aria tra di loro. Questo può accadere quando le derivazioni del componente non sono perfettamente complanari o non sono alla stessa altezza.

Deformazione eccessiva

Una saldatura insufficiente può anche essere causata da questi durante la saldatura. Una volta che i componenti sono stati saldati, la saldatura deve essere lasciata raffreddare per almeno 5 secondi. Se le parti si sono deformate prima che sia trascorso questo periodo. Sarà difficile per la saldatura formare un legame adeguato e ciò potrebbe comportare una saldatura insufficiente.

Scarsa bagnatura

La bagnatura è il processo mediante il quale un fluido come una saldatura si diffonde su una superficie come un PCB. È importante che la saldatura possa diffondersi facilmente e uniformemente su tutta la superficie perché altrimenti si formerà solo lungo determinate aree. Il giunto di saldatura risultante sarà debole, il che a sua volta può causare guasti al circuito.

Parametri di stampa non corretti

Una saldatura insufficiente è causata da parametri di stampa errati. La causa più comune di saldatura insufficiente è quando la temperatura dell'estrusore è troppo bassa, causando un flusso troppo lento della plastica e non riempiendo completamente la punta di saldatura.

Un'altra cosa a cui prestare attenzione è una dimensione errata dell'ugello. Se il tuo ugello è troppo grande, farà fuoriuscire molta plastica in una volta invece che in modo più coerente nel tempo, il che può portare a una quantità incoerente di saldatura in ogni stampa.

Apertura stencil bloccata

Gli stampini vengono utilizzati per applicare la pasta saldante ai PCB. La pasta viene distribuita uniformemente sulle aree del tampone prima di essere sciolta da una piastra calda o da un forno. Quando non ci sono fori nello stencil, impedisce alla saldatura di trasferirsi correttamente sui pad, il che può portare a un flusso di saldatura insufficiente.

Il problema con questo problema è che può essere difficile da rilevare a prima vista. Quando si utilizza una termocamera a infrarossi, è possibile che non si veda alcuna differenza tra la presenza o meno di buchi nello stencil.

Stampa di saldatura disallineata

La causa di una saldatura insufficiente può essere ricondotta all'allineamento della stampa della saldatura, che è la distanza tra piazzole e tracce sulla scheda. Se la scheda è stata stampata con una stampa disallineata, ci sarà troppo o troppo poco spazio tra i pad e le tracce, con conseguente saldatura insufficiente.

Spessore dello stampino non corretto

Quando uno stencil è troppo sottile, non ci sarà abbastanza saldatura per riempire tutti i fori della scheda. Il risultato saranno collegamenti di saldatura mancanti e possibili cortocircuiti.

Quando uno stencil è troppo spesso, non consente al calore sufficiente di fluire attraverso di esso e sciogliere adeguatamente la pasta per saldatura.

Dimensioni del cuscinetto eccessive

Quando progetti il tuo PCB, è importante assicurarsi che tutti i pad siano abbastanza grandi da contenere la quantità di saldatura necessaria per stabilire una buona connessione tra gli strati. Se hai pad più grandi di quello, finirai con una saldatura insufficiente sulla tua scheda e avrai problemi a fare buoni collegamenti.

Se noti che i tuoi circuiti stampati hanno problemi a stabilire buoni collegamenti, inizia cercando eventuali piazzole grandi sulla tua scheda e vedi se c'è qualcosa su di loro che potrebbe essere cambiato.

Preriscaldamento troppo aggressivo

Lo scopo del preriscaldamento è rimuovere l'eventuale umidità dalla tavola, e questo viene fatto riscaldandola rapidamente e poi raffreddandola altrettanto rapidamente. Se il preriscaldamento è troppo aggressivo, può far scorrere troppo velocemente la saldatura quando si arriva a saldarla.

Il modo più semplice per evitare una saldatura insufficiente è utilizzare una temperatura più bassa per il preriscaldamento.

Temperatura di picco di riflusso non raggiunta

Il processo di rifusione viene utilizzato per saldare insieme componenti e piazzole, il che rende il prodotto finale più durevole e affidabile. Tuttavia, se la temperatura non è sufficientemente elevata, non vi sarà saldatura sufficiente su ciascun pad. Ciò può portare a connessioni scadenti tra componenti o pad, provocandone l'allentamento o il guasto del tutto.

Forno malfunzionante

Il forno di saldatura viene utilizzato per riscaldare il circuito per consentire alla saldatura di sciogliersi e scorrere sui pad del circuito. Se non c'è abbastanza calore, la saldatura non fluirà correttamente, con conseguente saldatura insufficiente.

Test su come riconoscere una saldatura insufficiente nel PCB

Se hai problemi con il tuo PCB, ecco alcuni test da fare per determinare se il problema è una saldatura insufficiente.

Shock termico

Il test di shock termico è un modo per determinare se il tuo PCB ha una saldatura sufficiente. Funziona aumentando la temperatura del circuito stampato, quindi raffreddandolo di nuovo rapidamente. Se non c'è abbastanza saldatura nel tuo circuito stampato, si spezzerà o si deformerà se sottoposto a questi improvvisi sbalzi di temperatura.

Vibrazione casuale

Questo test è progettato per determinare se vi è una saldatura insufficiente nei giunti del PCB. Il test verrà condotto posizionando la scheda in una macchina vibrante che la scuoterà per un determinato periodo di tempo. Se la saldatura è insufficiente, la scheda non regge durante questo test.

Ambiente combinato

Esistono molti modi per testare l'insufficiente saldatura nei PCB, ma uno dei modi migliori è eseguire un test ambientale combinato. Questo test utilizza sollecitazioni termiche e meccaniche su un PCB a diverse temperature e livelli di umidità per un periodo di tempo specificato.

I risultati mostreranno se ci sono crepe o buchi nella scheda che potrebbero causare problemi in seguito durante l'utilizzo. Se non c'è abbastanza saldatura sulla tua scheda, vedrai qualche tipo di danno dopo aver eseguito questo test. Ad esempio: se sono presenti crepe o buchi in un'area in cui dovrebbe essere presente la saldatura ma non lo è, significa che non c'è abbastanza saldatura lì per tenere insieme le cose correttamente durante il funzionamento.

Prova di piegatura

Il test di piegatura è un modo semplice per determinare se vi è una saldatura insufficiente nel PCB. Questo test può essere eseguito a mano o a macchina. Se lo esegui a mano, avrai bisogno di una lente d'ingrandimento e di una forte fonte di luce. Se lo stai eseguendo con una macchina, ci sono molti dispositivi sul mercato che possono eseguire questo test per te.

Per eseguire questo test, posizionare il PCB in esame su una superficie piana e cercare eventuali crepe o altri segni di incrinatura o separazione dalla scheda. Se sono presenti crepe, dovresti prendere in considerazione l'idea di risaldare la scheda prima di riutilizzarla.

Suggerimenti per evitare una saldatura insufficiente

La saldatura insufficiente è un problema comune durante la saldatura. Ecco alcuni suggerimenti per evitare una saldatura insufficiente:

Stampa abbastanza pasta saldante

Una delle cose più importanti che puoi fare per evitare una pasta saldante insufficiente è stampare abbastanza pasta. Vuoi assicurarti di stampare abbastanza pasta per saldatura, in modo che copra l'intera scheda. Se non stampi abbastanza, ci saranno punti sulla tua scheda dove non c'è affatto pasta per saldatura. Quei punti non saranno coperti dalla saldatura quando applichi il calore.

Per evitare questo problema, assicurati di stampare una quantità sufficiente di pasta per saldatura per ogni strato della tua scheda. Ciò assicurerà che tutti i tuoi buchi vengano riempiti con la saldatura. Nessuna parte del tuo PCB viene lasciata scoperta dalla saldatura.

Coprire i Vias con Soldermask

Quando stai saldando, è facile far scorrere accidentalmente parte della tua saldatura sui vias che collegano i componenti del circuito stampato. Questo può essere un problema. Non c'è modo per la saldatura di entrare in contatto con il pad sottostante dopo che si è raffreddato.

Per evitare una saldatura insufficiente, dovresti coprire i vias con soldermask. Ciò impedirà alla saldatura di creare un ponte e creare un punto debole nel PCB.

Allineamento accurato della pasta saldante per stampa

La pasta saldante è una parte essenziale del prodotto finale. Viene utilizzato per colmare gli spazi tra componenti e componenti e fornisce una forte connessione elettrica tra di loro. Se non hai abbastanza pasta saldante, le tue connessioni potrebbero essere deboli o in cortocircuito, il che può causare problemi a lungo termine.

È possibile evitare una pasta saldante insufficiente utilizzando uno strumento di allineamento accurato per posizionare la pasta saldante sui PCB. Ciò assicurerà che tutti i tuoi componenti siano collegati correttamente e che non ci siano vuoti tra di loro.

Allineamento accurato dei componenti

Se vuoi evitare una saldatura insufficiente, assicurati che i tuoi componenti siano correttamente allineati. Non è sufficiente metterli insieme e sperare per il meglio: devi assicurarti che siano allineati correttamente in modo che possano condurre l'elettricità in modo efficiente.

Preriscaldamento corretto per evitare deformazioni

Il problema è che molte persone pensano di poter semplicemente posizionare il connettore e iniziare subito a saldare, ma non è così che funziona. Per evitare saldature insufficienti e connessioni scadenti, è necessario preriscaldare connettori e connettori. Devi pulirli prima di applicare qualsiasi saldatura. In questo modo, puoi assicurarti che non ci siano ossidazioni o altri contaminanti su nessuno dei due. Ciò potrebbe influire sulla qualità della connessione o sulla durata nel tempo.

Saldatura corretta nel PCB

Conclusione

I suggerimenti sopra elencati ti aiuteranno a utilizzare i materiali e i processi più appropriati per evitare una saldatura insufficiente nel tuo PCB e dover ordinare un nuovo lotto di schede. Ti aiuteranno anche a sapere dove cercare se hai una saldatura insufficiente in modo da poter risolvere il problema il prima possibile. Prima trovi i problemi, meglio è. In caso contrario, potrebbe portare a problemi in seguito lungo la linea come rotture meccaniche o persino problemi di connettività elettrica.