3 Penyebab dan Penanggulangan Teratas Kekurangan Pasta Solder dalam Desain PCB

Ada beberapa penyebab dan penanggulangan kekurangan pasta solder dalam desain PCB. Ini termasuk sambungan solder yang dingin, penempatan yang tidak akurat, terlalu banyak panas selama penyolderan, dan kebocoran bahan kimia. Berikut adalah beberapa penyebab yang paling umum dan cara mengatasinya.

Sambungan solder dingin

Untuk menghindari pembentukan sambungan solder dingin, perancang PCB harus mendesain PCB sedemikian rupa sehingga semua komponen ditempatkan pada orientasi yang sama dan memiliki jejak komponen yang baik. Hal ini membantu menghindari masalah ketidakseimbangan termal dan asimetri pada sambungan solder. Selain itu, penting juga untuk mendesain PCB sedemikian rupa sehingga setiap komponen diposisikan pada pad berbentuk D. Juga penting untuk menghindari penggunaan komponen yang tinggi karena komponen tersebut menciptakan zona dingin dalam desain PCB. Selain itu, komponen di dekat tepi papan lebih mungkin menjadi lebih panas daripada komponen di bagian tengah.

Sambungan solder yang rusak dapat disebabkan oleh berbagai faktor, termasuk kurangnya fluks atau sambungan yang tidak terikat dengan baik. Area kerja yang bersih sangat penting untuk kualitas sambungan solder yang baik. Penting juga untuk melapisi ulang ujung solder untuk mencegah oksidasi.

Kebocoran bahan kimia

Jika Anda seorang perancang PCB, Anda mungkin tertarik untuk mempelajari cara menghindari kebocoran bahan kimia. Masalah ini disebabkan oleh bola solder, yang muncul sebagai bola kecil solder yang menempel pada permukaan laminasi, penahan, atau konduktor PCB. Karena panas yang dihasilkan, kelembapan di dekat lubang tembus dalam PCB dapat berubah menjadi uap dan mengeluarkan solder.

Solder bridging adalah masalah lain yang disebabkan oleh kekurangan pasta solder. Ketika solder tidak dapat terpisah dari timah sebelum mengeras, maka akan membentuk korsleting. Meskipun korsleting sering kali tidak terlihat, namun hal ini dapat menimbulkan kerusakan pada komponen. Beberapa faktor dapat menyebabkan masalah ini, termasuk jumlah pin pada PCB, jarak di antara mereka, dan pengaturan oven reflow. Dalam beberapa kasus, perubahan bahan juga dapat menyebabkan penghubung solder.

Terlalu banyak panas selama penyolderan

Pasta solder dapat rentan terhadap perubahan bentuk ketika mencapai suhu tertentu selama penyolderan. Terlalu banyak panas selama penyolderan dapat menyebabkan bola solder dan perubahan bentuk. Pasta solder yang terlalu banyak juga dapat menyebabkan fluks yang keluar terlalu banyak. Faktor-faktor ini dapat menyebabkan bola solder dan cacat pada desain PCB.

Pasta solder tidak boleh berinteraksi dengan kelembapan atau kelembaban. Masker solder harus diposisikan dengan benar dan bagian bawah stensil harus dibersihkan secara teratur. Kesalahan desain PCB umum lainnya dikenal sebagai efek batu nisan, atau "efek Manhattan", yang disebabkan oleh ketidakseimbangan gaya selama penyolderan. Efek ini menyerupai bentuk batu nisan di pemakaman. Namun, ini merupakan desain PCB yang tidak berfungsi dengan sirkuit terbuka.

Membersihkan material dengan benar setelah pengeboran

Kekurangan pasta solder adalah hasil dari bahan yang tidak dibersihkan dengan benar setelah pengeboran. Kawat solder harus berada pada suhu yang tepat dan idealnya dibasahi sepenuhnya dengan bantalan dan pin. Jika solder tidak dibasahi secara memadai, hal ini dapat menyebabkan pembentukan jembatan solder atau cacat lainnya. Jumlah solder yang tepat diperlukan untuk membasahi bantalan dan pin secara merata. Jika tidak, maka dapat membentuk lapisan oksida logam pada objek yang direkatkan. Hal ini dapat diperbaiki dengan membersihkan bahan dengan baik dan menggunakan besi solder yang tepat.

Solder yang tidak mencukupi dapat menyebabkan beberapa masalah pada papan sirkuit. Solder yang tidak memadai dapat menyebabkan lubang pasir, garis putus-putus, "lubang tiup", atau "kekosongan sambungan solder". Pasta solder yang tidak mencukupi juga dapat menyebabkan pelepasan timah dari komponen. Sangatlah penting untuk menghindari masalah tersebut dengan mengikuti proses desain PCB.

Tindakan pencegahan

Solder bridging terjadi ketika solder masuk ke ruang yang tidak seharusnya. Penghubung solder dapat dicegah dengan menggunakan kabel komponen yang lebih besar. Ketika bantalan terlalu kecil, solder harus membasahi area yang lebih luas dan mengalirkan volume yang lebih kecil ke atas timah. Hal ini mengakibatkan bola solder terbentuk dan menyebabkan short. Penting untuk menempatkan bantalan pada posisi yang optimal dan menggunakan pasta solder yang tepat dalam proses penyolderan.

Kurangnya pasta solder pada papan juga dapat menyebabkan kabel komponen menjadi lebih hangat daripada bantalan karena kabel komponen memiliki massa termal yang lebih sedikit dan aliran udara yang lebih tinggi di sekitarnya. Meningkatkan waktu perendaman pasta solder akan mencegah masalah ini dan menyamakan suhu di seluruh rakitan. Hal ini juga mengurangi kecenderungan solder mengalir ke permukaan yang lebih hangat. Metode pencegahan lainnya adalah dengan mengoptimalkan desain stensil untuk meminimalkan jumlah pasta solder pada area yang bermasalah. Selain menggunakan stensil, memastikan bahwa komponen tidak rusak sebelum penempatan dapat membantu mengurangi pasta solder di area yang bermasalah. Penyeimbangan tembaga juga dapat digunakan untuk meratakan pemanasan dan pendinginan PCB.