As 3 principais causas e contramedidas da deficiência de pasta de solda no design de PCB

Existem várias causas e contramedidas para a deficiência de pasta de solda num desenho de PCB. Estas incluem juntas de solda frias, colocação incorrecta, demasiado calor durante a soldadura e fugas químicas. Aqui estão algumas das causas mais comuns e como resolvê-las.

Juntas de soldadura a frio

Para evitar a formação de juntas de soldadura a frio, os projectistas de placas de circuito impresso devem concebê-las de forma a que todos os componentes sejam colocados em orientações semelhantes e tenham boas pegadas de componentes. Isto ajuda a evitar problemas com desequilíbrios térmicos e assimetria nas juntas de soldadura. Além disso, é importante conceber as placas de circuito impresso de modo a que cada componente seja posicionado numa almofada em forma de D. É igualmente importante evitar a utilização de componentes altos, uma vez que estes criam zonas frias na conceção da placa de circuito impresso. Além disso, é mais provável que os componentes perto da extremidade da placa fiquem mais quentes do que os que se encontram no centro.

Uma junta de solda defeituosa pode ser o resultado de uma variedade de factores, incluindo a falta de fluxo ou uma junta mal ligada. Uma área de trabalho limpa é essencial para uma boa qualidade da junta de solda. Também é importante refazer o revestimento da ponta de solda para evitar a oxidação.

Fuga de produtos químicos

Se é um projetista de PCBs, poderá estar interessado em saber como evitar fugas de produtos químicos. Este problema é causado por bolas de solda, que aparecem como pequenas esferas de solda que aderem à superfície do laminado, resistência ou condutor de uma PCB. Devido ao calor gerado, a humidade junto aos orifícios de passagem de uma placa de circuito impresso pode transformar-se em vapor e extrudir a solda.

A ponte de solda é outro problema causado por uma deficiência de pasta de solda. Quando a solda não se consegue separar de um chumbo antes de solidificar, forma-se um curto-circuito. Embora os curtos-circuitos sejam muitas vezes invisíveis, podem causar estragos num componente. Vários factores podem causar este problema, incluindo o número de pinos numa placa de circuito impresso, a distância entre eles e a regulação do forno de refusão. Em alguns casos, uma mudança nos materiais também pode causar pontes de solda.

Demasiado calor durante a soldadura

A pasta de solda pode ser propensa a deformações quando atinge uma determinada temperatura durante a soldadura. Demasiado calor durante a soldadura pode resultar em esferificação da solda e deformações discretas. Demasiada pasta de solda pode também levar a demasiada libertação de gás de fluxo. Estes factores podem contribuir para a formação de esferas de solda e deformidades na conceção de PCB.

A pasta de solda nunca deve interagir com a humidade. A máscara de solda deve ser corretamente posicionada e o fundo do stencil deve ser limpo regularmente. Outro erro comum de conceção de PCB é conhecido como o efeito de lápide, ou "efeito Manhattan", causado por desequilíbrios de força durante a soldadura. O efeito assemelha-se à forma de uma lápide num cemitério. No entanto, representa uma conceção de PCB defeituosa com um circuito aberto.

Limpar corretamente o material após a perfuração

A deficiência de pasta de solda é o resultado de um material que foi incorretamente limpo após a perfuração. O fio de solda deve estar à temperatura correcta e, idealmente, deve estar completamente molhado com as almofadas e os pinos. Se a solda não for molhada adequadamente, pode levar à formação de uma ponte de solda ou outros defeitos. A quantidade certa de solda é necessária para molhar as almofadas e os pinos uniformemente. Se assim não for, pode formar-se uma camada de óxido de metal no objeto ligado. Isto pode ser resolvido limpando bem o material e utilizando o ferro de soldar correto.

Uma quantidade insuficiente de solda pode causar vários problemas na placa de circuito. Uma solda insuficiente pode causar um buraco de areia, uma linha quebrada, um "buraco de sopro" ou um "vazio na junta de solda". Uma pasta de solda insuficiente também pode levar à remoção do estanho dos componentes. É essencial evitar estes problemas seguindo o processo de conceção da placa de circuito impresso.

Medidas preventivas

A ponte de solda ocorre quando a solda entra num espaço que não deveria. A formação de pontes de solda pode ser evitada com a utilização de cabos de componentes maiores. Quando as almofadas são demasiado pequenas, a solda tem de molhar uma área maior e fluir um volume menor pelo cabo. Isto resulta em bolas de solda que se formam e causam curto-circuitos. É importante colocar as almofadas em posições óptimas e utilizar pasta de solda adequada no processo de soldadura.

A falta de pasta de solda na placa também pode fazer com que os cabos dos componentes fiquem mais quentes do que as almofadas, porque os cabos dos componentes têm menos massa térmica e um maior fluxo de ar à sua volta. Aumentar o tempo de imersão da pasta de solda evitará esse problema e igualará as temperaturas em todo o conjunto. Também reduz a tendência de a solda fluir para superfícies mais quentes. Outro método de prevenção é otimizar o design do stencil para minimizar a quantidade de pasta de solda nas áreas problemáticas. Além de usar um estêncil, garantir que os componentes não sejam danificados antes da colocação pode ajudar a reduzir a pasta de solda em áreas problemáticas. O equilíbrio do cobre também pode ser utilizado para uniformizar o aquecimento e o arrefecimento da placa de circuito impresso.