Дефекты пайки SMD компонентов - Перемычки, Шарики и сферы припоя, "Надгробный камень" - Способы их устранения

Образование перемычек

Перемычки

Если перемычки появились на плате после ее извлечения из печи, виной этому растекание или миграция припоя. Как правило, этот дефект вызван свойствами самой пасты, но иногда (в случае использования паст, остатки которых не требуют отмывки после пайки, и некоторых паст на основе канифоли) проблему можно устранить настройкой температурного профиля: увеличьте скорость нагрева до 2,5–3 °С в секунду при выдержке в 150°. Помните: чем дольше выдержка, тем ниже активность пасты на этапе оплавления. Водорастворимые пасты – это отдельная история: чем дольше такая паста находится в зоне выдержки, тем ниже активность флюса (пока не испарятся галоидные соединения).

Шарики припоя

 Шарики припоя

 Причиной формирования шариков припоя является неудачный выбор профиля пайки, хотя иногда этот дефект обусловлен использованием окисленных паст или паст, которые нанесены на печатные платы задолго до оплавления. Как правило, причина кроется в слишком низкой или слишком высокой скорости нагрева при оплавлении. Слишком быстрый нагрев печатного узла не позволяет летучим фракциям пасты испариться перед оплавлением припоя. Сочетание летучих фракций и расплавленного припоя приводит к разбрызгиванию припоя (появлению шариков) и разбрызгиванию флюса.

Сферы припоя

Наплавка припоя

Образование сфер припоя зачастую вызвана излишком паяльной пасты. Кроме того, этот дефект может быть вызван вязкостью пасты и неправильным выбором профиля. При возникновении этого дефекта рекомендуется при печати использовать трафарет с меньшим размером апертур по сравнению с контактной площадкой.

Бейсбольная основная база

Один из распространенных способов уменьшения размеров апертур трафарета, который позволяет уменьшить количество используемой пасты, – пятиугольная апертура в форме бейсбольной базы. Такая форма позволяет уменьшить количество пасты, используемой во время трафаретной печати, и предотвращает вытекание пасты с контактных площадок во избежание образования шариков и сфер. Помните: важно не столько уменьшить количество используемого материала, сколько предотвратить оползание пасты с контактных площадок. 

Эффект «надгробного камня»

Эффект «надгробного камня»

Еще один достаточно распространенный дефект – эффект «надгробного камня», который, как правило, обусловлен качеством смачивания. Данный дефект зачастую появляется на этапе оплавления, когда на одной из контактных площадок припой расплавился раньше, чем на другой, и сила поверхностного натяжения расплавленного припоя подняла компонент в вертикальное положение.

Эффект «надгробного камня» – это результат большого перепада температуры в пределах платы или плохое смачивание припоем контактной площадки или вывода компонента. Если в процессе используется азот, эффект «надгробного камня» может возникать из-за установленной вами температуры охлаждения.

Медленное оплавление припоя представляет собой способ устранения эффекта «надгробного камня» Оплавление происходит на том участке профиля, где разогрев доходит до пиковой температуры. Если используется сплав Sn63/Pb37, переход из жидкой фазы в твердую и наоборот происходит в точке плавления 183 °С.

Вблизи этой точки разность температур в пределах платы должна быть минимальной. Кроме того, не забывайте: чем больше на плате варьируется плотность расположения компонентов из-за наличия больших заземленных площадок, тем более вероятно возникновение подобных дефектов и тем тщательней нужно следить за температурой в пределах платы при достижении точки плавления. Более того, эффект «надгробного камня» зависит от толщины слоя нанесенной пасты: толще слой, чаще возникает эффект. Появление этого дефекта можно исключить заменой размера частиц припоя, которые смогут замедлить смачивание и будут препятствовать поднятию компонентов.

К другим факторам, вызывающим появление эффекта «надгробного камня», относится смещение компонентов и/или пасты. Свести к минимуму частоту возникновения эффекта «надгробного камня» можно за счет проверки положения пасты и компонентов – они должны быть на своих местах.