Jak sprawdzić wady lutownicze płytki PCB?

Istnieje kilka typowych rodzajów defektów lutowania PCB. Wady te obejmują otwory po kołkach i otwory po wydmuchach. Otwory szpilkowe to małe otwory w złączu lutowniczym, podczas gdy otwory wydmuchowe to większe otwory. Obie te wady są spowodowane niewłaściwym lutowaniem ręcznym. Podczas procesu lutowania wilgoć w płytce jest podgrzewana i zamieniana w gaz, który wydostaje się przez stopiony lut. Kiedy tak się dzieje, płytka staje się pusta i powstają otwory po kołkach i wydmuchach.

Typowe rodzaje defektów lutowania PCB

Kilka powszechnych rodzajów wad lutowania PCB można przypisać niewłaściwym technikom lutowania. Problemy te obejmują nierównomierne nagrzewanie i nierównomierne rozprowadzanie ciepła. Może to prowadzić do nierównomiernego topienia się lutu i może powodować tombstoning komponentów. Problemu tego można uniknąć, stosując odpowiednią pastę lutowniczą i przepuszczając płytkę w odpowiednim zakresie temperatur.

Usterki w procesie lutowania mogą zrujnować piękny projekt PCB. Wady te rzadko są winą projektanta i są bardziej prawdopodobne, że są wynikiem błędu produkcyjnego. Producenci powinni wiedzieć, jak wykryć te problemy podczas fazy inspekcji. W wielu przypadkach problem leży w procesie lutowania na fali.

Inną powszechną wadą jest kulkowanie lutu, które powoduje, że małe kulki lutu przylegają do laminatu lub powierzchni przewodnika. Techniki lutowania PCB powinny zapobiegać tego typu problemom. Płytki PCB z kulkami lutowniczymi będą wyglądać na nierówne i matowe.

Najczęstsze przyczyny

Wady lutownicze są częstymi problemami, które pojawiają się podczas procesu produkcji płytek PCB. Wady te mogą skutkować zwarciami, otwartymi połączeniami lub skrzyżowanymi liniami sygnałowymi. Mogą być również spowodowane wahaniami temperatury i wilgotności lutowia. Ponadto, nieprawidłowo nałożony lut może powodować nierówną powierzchnię i nierówne lutowanie.

Jedną z najczęstszych przyczyn awarii PCB jest ciepło i wilgoć. Różne materiały rozszerzają się i kurczą w różnym tempie, więc ciągłe naprężenia termiczne mogą osłabiać połączenia lutowane i uszkadzać komponenty. Z tego powodu wysokowydajne płytki PCB muszą być w stanie odprowadzać ciepło.

Niewystarczające zwilżenie może również prowadzić do słabych połączeń lutowanych. Lutowanie musi być wykonywane na czystej powierzchni, a lutownica musi być odpowiednio rozgrzana. Niezastosowanie się do tego wymogu może skutkować zimnym złączem, które jest nierówne i nie ma zdolności wiązania.

Typowe metody inspekcji

Istnieją różne metody kontroli PCB, które są wykorzystywane do identyfikacji wad i zapewnienia jakości produktów elektronicznych. Metody te obejmują kontrolę wizualną i testy automatyczne. Testy te są przeprowadzane na kilku etapach procesu montażu PCB. Mogą one wykrywać różne defekty, w tym otwarte połączenia lutowane, brakujące lub nieprawidłowe komponenty oraz mostki lutownicze.

Pierwszym krokiem w identyfikacji wad lutowniczych płytki PCB jest identyfikacja komponentów. Aby to zrobić, należy przypisać oznaczenie referencyjne, które jest literą, po której następuje liczba. Każdy komponent na płytce drukowanej ma unikalne oznaczenie referencyjne. Na przykład rezystor jest oznaczony literą R, podczas gdy kondensator jest oznaczony literą C. Litery te mogą różnić się od standardowych liter, ale są niezawodnym sposobem identyfikacji komponentów. Następnym krokiem jest wybór rodzaju testu kontrolnego. Można to zrobić za pomocą AOI, ICT lub testów funkcjonalnych.

Inną popularną metodą kontroli płytek PCB jest kontrola rentgenowska. Technika ta wykorzystuje maszynę, która umożliwia kontrolę PCB pod dowolnym kątem. Obecnie PCBA123 korzysta z systemu kontroli rentgenowskiej 2D, ale w niedalekiej przyszłości planuje uaktualnienie do systemu 3D AXI.

Środki zapobiegawcze

Wady lutowania płytek PCB mogą być spowodowane przez wiele różnych czynników. Niektóre problemy można łatwo zidentyfikować, podczas gdy inne mogą być niewidoczne. Najlepszym sposobem na sprawdzenie płytek PCB pod kątem tych wad jest użycie automatycznego systemu kontroli wizualnej. Zautomatyzowane systemy kontroli mogą na przykład wykrywać wady połączeń lutowanych i polaryzacji kondensatorów.

Jedną z najczęstszych przyczyn wad lutowania płyt jest to, że lut nie jest w pełni zwilżony. Może się to zdarzyć, gdy lut jest zbyt słabo rozgrzany lub pozostawiony na płytce zbyt długo. Płytka, która nie jest odpowiednio zwilżona, może prowadzić do problemów strukturalnych i wpływać na ogólną wydajność PCB. Istnieje jednak kilka środków zapobiegawczych, które można podjąć w celu poprawy zwilżania płytki.

Innym powodem wad lutowania płytek PCB jest niewłaściwa konstrukcja szablonu. Nieprawidłowo zaprojektowany szablon może spowodować, że kulki lutownicze nie będą w pełni uformowane. Korzystanie z odpowiedniego szablonu może zapobiec wadom kulek lutowniczych i zapewnić wydajność obwodu.