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.

Insufficient solder can cause several problems with the circuit board. Inadequate solder can cause a sand hole, broken line, “blow hole” or “solder joint void.” Insufficient solder paste can also lead to the removal of tin from components. It’s essential to avoid such problems by following the PCB design process.

Preventive measures

Solder bridging occurs when solder gets into a space it shouldn’t. Solder bridging can be prevented by using larger component leads. When pads are too small, the solder has to wet a larger area and flow a smaller volume up the lead. This results in solder balls that form and cause shorts. It is important to place pads at optimal positions and use proper solder paste in the soldering process.

A lack of solder paste on the board can also cause component leads to be warmer than pads because component leads have less thermal mass and a higher flow of air around them. Increasing the soak time of solder paste will prevent this issue and equalize temperatures across the assembly. It also reduces the tendency for solder to flow towards warmer surfaces. Another prevention method is to optimize the stencil design to minimize the amount of solder paste on trouble areas. In addition to using a stencil, ensuring that the components are not damaged before placement can help reduce solder paste in problematic areas. Copper balancing can also be used to even out the heating and cooling of the PCB.