Dlaczego piekarnik rozpływowy może powodować wady lutowania i jak to naprawić

Źródło obrazu: Pexels

Podczas procesu PCBA mogą wystąpić problemy z lutowaniem. Piec rozpływowy może powodować wiele z tych problemów. Jeśli temperatura jest niewłaściwa, możesz mieć problemy. Zły przepływ powietrza lub uszkodzony sprzęt w piecu rozpływowym I.CT również powodują problemy. Problemy te utrudniają wykonanie dobrych połączeń lutowanych. Około 30% wad lutowania w elektronice wynika ze złego lutowania rozpływowego lub złych surowców.

Jeśli dobrze ustawisz piekarnik i dbasz o sprzęt PCBA, uzyskasz lepsze wyniki. Będziesz marnować mniej i tworzysz lepsze produkty. Dobre stawy lutownicze pomagają oszczędzać pieniądze i zarabiać więcej przedmiotów.

Kluczowe dania na wynos

· Utrzymuj piekarnik rozpływowy w czystości i dobrym stanie. Pomaga to utrzymać równomierne ciepło. Zmniejsza także problemy, takie jak mostowanie i nagrobki.

· Ostrożnie ustawiaj Obserwuj go uważnie, aby zatrzymać zimne złącza, puste przestrzenie i kulki lutownicze. profil temperatury piekarnika .

· Często sprawdzaj przepływ powietrza w piekarniku. Napraw to w razie potrzeby, aby zatrzymać nierówne ogrzewanie. Pomaga to tworzyć lepsze stawy lutowe.

· Używaj dobrej pasty lutowniczej i odpowiedniego szablonu. Umieść części we właściwym miejscu, aby zapobiec typowym problemom z lutowaniem.

· Naucz swój personel wczesnego wyszukiwania i rozwiązywania problemów. Użyj narzędzi inspekcyjnych , aby wykryć defekty, zanim się pogłębią.

Typowe wady lutowania

Nagrobek

Możesz zauważyć mały element chipowy stojący pionowo na jednym końcu. To jest nagrobek. Dzieje się tak, gdy jedna strona elementu nagrzewa się szybciej niż druga. Nierównomierne ogrzewanie powoduje podciągnięcie części do góry, pozostawiając przymocowany tylko jeden koniec. Nagrobki prowadzą do niekompletnych połączeń i otwartych obwodów. Można temu zapobiec, upewniając się, że piekarnik rozpływowy nagrzewa obie strony równomiernie.

Mostkowanie lutownicze

Mostki lutownicze to jedna z najczęstszych wad lutowania w technologii montażu powierzchniowego. Mostki lutownicze tworzą się, gdy nadmiar lutu łączy dwa lub więcej pól lutowniczych, które powinny pozostać oddzielne. Powoduje to zwarcia lutownicze i może uszkodzić obwód. Często widzisz mostki, gdy druk pasty lutowniczej jest niedokładny lub gdy profil rozpływu jest nieprawidłowy. Według norm IPC mostki lutownicze, kulki lutownicze oraz brak zwilżania lub odwilżania należą do najczęściej zgłaszanych wad. Możesz zredukować mostki lutownicze, sprawdzając projekt szablonu i upewniając się, że ustawienia piekarnika są prawidłowe.

Wskazówka: Automatyczna inspekcja optyczna pomaga wykryć mostki lutownicze na wczesnym etapie procesu.

Puste przestrzenie

Pustki to puste przestrzenie wewnątrz złącza lutowanego. Duże puste przestrzenie osłabiają połączenie i czynią je mniej niezawodnym. Badania pokazują, że puste przestrzenie pokrywające ponad połowę powierzchni złącza mogą skrócić żywotność złącza nawet o 50%. . Pustki zwiększają również opór elektryczny i zmniejszają przepływ ciepła, co może spowodować przegrzanie urządzenia. Powinieneś kontrolować swój profil rozpływu i pastę lutowniczą, aby utrzymać małe puste przestrzenie.

Kulki lutownicze

Kulki lutownicze to maleńkie kuleczki lutowia, które tworzą się w pobliżu złącza, ale nie łączą się z nim. Mogą powodować wady lutowania, takie jak zwarcia lub mostki. Kulki lutownicze często pojawiają się, gdy pasta lutownicza nie jest dobrze wydrukowana, profil rozpływu jest zbyt szybki lub przepływ powietrza w piekarniku jest nierówny . Można zapobiec powstawaniu kulek lutowniczych, stosując odpowiednią pastę, sprawdzając szablon i ostrożnie ustawiając profil piekarnika.

Niedostateczne zwilżenie

Niewystarczające zwilżenie oznacza, że ​​lut nie przylega dobrze do podkładki lub przewodu komponentu. Prowadzi to do zimnych połączeń lutowniczych, słabego kontaktu elektrycznego i słabej wytrzymałości mechanicznej. . Brak zwilżenia lub odwodnienie może powodować pęknięcia, puste przestrzenie, a nawet odpadnięcie części z płyty. Urządzenia z niewystarczającym zwilżeniem mogą wcześnie ulec awarii lub działać tylko czasami. Można tego uniknąć, utrzymując powierzchnie w czystości i używając odpowiedniego lutu i topnika.

Uwaga: Zimne połączenia lutownicze i bezpokładanie lub de-niszczenie są głównymi przyczynami awarii urządzenia i wysokich kosztów naprawy.

Typowe usterki pieca rozpływowego

Źródło obrazu: Pexels

Piece rozpływowe są bardzo ważne przy lutowaniu. Nawet małe usterki mogą powodować duże problemy. Powinieneś znać najczęstsze usterki pieca rozpływowego . Pomaga to zachować płynność procesu lutowania. Utrzymuje także wysoką jakość produktu. Oto główne problemy, które możesz zobaczyć:

Problemy z przepływem powietrza

Aby zapewnić równomierne ciepło w piekarniku rozpływowym, niezbędny jest dobry przepływ powietrza. Jeśli dmuchawa zatrzyma się lub filtry ulegną zabrudzeniu, gorące powietrze nie będzie mogło dobrze przepływać. To sprawia, że ​​płytka drukowana nagrzewa się nierównomiernie. Możesz zobaczyć zimne złącza lutownicze lub kulki lutownicze. Czasami na deskach znajduje się za dużo cyny. Brudne filtry i zablokowane kanały pogarszają sytuację. Jeśli nie naprawisz problemów z przepływem powietrza, będziesz mieć więcej awarii produktu. Wzrosną także stawki za złom.

· Problemy z silnikiem wentylatora uniemożliwiają ruch gorącego powietrza.

· Nierównomierne ogrzewanie powoduje zimne lutowanie, kulki lutownicze i puste przestrzenie.

· Brudne filtry blokują powietrze i powodują nierównomierne rozprowadzanie ciepła.

Wskazówka: często czyść filtry i sprawdzaj silniki wentylatorów. Użyj narzędzi przepływu powietrza, aby wcześnie wykryć problemy.

Problemy z profilem temperatury

Stały profil termiczny jest kluczem do dobrego lutowania. Jeśli Twój piekarnik odbicia nie może zachować odpowiedniej temperatury, otrzymasz wiele wad. Awaria grzejnika lub zła kalibracja powoduje zmiany temperatury. Zmiany te mogą powstrzymać lutowanie od części topnienia lub spalania. Mogą również zdarzyć się słabe połączenia lutownicze. Każdy etap profilu termicznego - przecieraj, namocz, reflow i chłodzenie - pozostaje w odpowiednim zakresie.

Do sprawdzania stref temperaturowych piekarnika należy używać termopar. Jeśli widzisz mostki lutownicze, puste przestrzenie lub niewystarczające zwilżenie, zmień profil termiczny. Małe zmiany mogą naprawdę poprawić jakość połączenia lutowanego.

Awarie mechaniczne

Części mechaniczne w piecu rozpływowym wymagają lutowania. Jeśli łańcuch lub koło zębate przenośnika zużyje się, płytka drukowana może nie poruszać się prawidłowo. Może to powodować nieprawidłowe ustawienie i problemy z lutowaniem. Czasami zawodzi wyłącznik przegrzania w grzejniku . Może to spowodować włączenie alarmu lub przegrzanie piekarnika. Twój proces może się zatrzymać. Jeżeli komputer piekarnika nie może komunikować się z urządzeniem, mogą wystąpić duże opóźnienia.

· Dryf przenośnika powoduje pękanie części i powstawanie mostków lutowniczych.

· Złe przełączniki przegrzania uruchamiają alarmy temperaturowe.

· Błędy komunikacji uniemożliwiają uruchomienie piekarnika.

Uwaga: Często sprawdzaj części mechaniczne i wymieniaj zużyte. Pomaga to zatrzymać nagłe awarie.

Słaba konserwacja

Zła konserwacja jest bardzo częstą usterką pieca rozpływowego. Jeśli pominiesz czyszczenie, wewnątrz gromadzi się topnik lutowniczy i gaz. Te rzeczy zakłócają temperaturę i powodują niestabilność profilu termicznego. Zobaczysz więcej defektów, takich jak mostki, nagrobki, puste przestrzenie i słabe zwilżanie. Wzrasta liczba defektów i rosną koszty produkcji.

· Pozostałości powodują nierównomierne rozprzestrzenianie się temperatury i ciepła.

· Niestabilne profile powodują więcej wad lutowania.

· Czyszczenie i konserwacja zapewniają dobrą pracę piekarnika.

Zawsze należy postępować zgodnie z najlepszymi praktykami . Wyczyść piekarnik, sprawdź wszystkie części i użyj narzędzi programowych, aby ustawić profil termiczny. Pomaga to utrzymać wysoką jakość lutowania i niski poziom defektów.

Przyczyny wad lutowania w procesie lutowania rozpływowego

Nierówne ogrzewanie

Nierównomierne nagrzewanie jest główną przyczyną problemów podczas lutowania rozpływowego. Jeśli Twój piekarnik rozpływowy nie nagrzewa każdej części w ten sam sposób, powstają gorące i zimne miejsca . Niektóre części mogą topić lutowie zbyt szybko, inne natomiast nie topią się wystarczająco. Może to spowodować, że małe części staną na jednym końcu. To się nazywa grobowiec . Dzieje się tak, gdy jedna strona nagrzewa się bardziej niż druga. Pustki mogą również pojawić się, jeśli w złączu lutowniczym zostanie uwięzione powietrze. Dzieje się tak dlatego, że temperatura nie jest równa.

· Nagrobek ma miejsce, gdy jeden koniec części unosi się.

· W wyniku utknięcia pęcherzyków gazu w złączu lutowniczym powstają puste przestrzenie.

· Zimne miejsca zapobiegają przywieraniu lutu i tworzeniu słabych połączeń.

Możesz zapobiec tym problemom, utrzymując odpowiedni profil temperatury w piekarniku. Użyj przelotek termicznych i wzorów reliefowych na swojej płycie, aby pomóc w rozprowadzaniu ciepła. Sprawdź strefy piekarnika i użyj termopar, aby obserwować proces. Dobre ogrzewanie sprawia, że ​​połączenia lutowane są mocne i niezawodne.

Wskazówka: zautomatyzowane narzędzia inspekcyjne mogą wcześnie wykryć puste przestrzenie i nagrobki.

Niewłaściwa pasta lutownicza

Używana pasta lutownicza ma wpływ na cały proces lutowania rozpływowego. Jeśli użyjesz starej lub źle przechowywanej pasty lutowniczej, zobaczysz więcej problemów. Stara pasta może powodować kulki lutownicze, słabe zwilżanie, a nawet żużel. Jeśli w paście znajduje się wilgoć, może ona się rozpryskiwać i powodować słabe spoiny. Niektórzy ludzie dodają więcej topnika, aby naprawić starą pastę, ale to nie działa dobrze. Nawet jeśli pasta wygląda dobrze, pod mikroskopem możesz zobaczyć maleńkie kulki lutowia.

· Stara pasta lutownicza może powodować kulki lutownicze i słabe zwilżanie.

· Wilgoć w paście powoduje rozpryskiwanie i słabe spoiny.

· Pasty ołowiowe są łatwiejsze w użyciu, ale najlepsza jest świeża pasta.

Trzymaj pastę lutową w chłodnym, suchym miejscu. Zawsze sprawdzaj datę przed jej użyciem. Dobra pasta pomaga uzyskać silne, czyste połączenia lutu i utrzymuje gładki proces.

Błędy rozmieszczenia komponentów

Jeśli nie umieścisz części we właściwych miejscach na płytce, będziesz mieć problemy podczas lutowania rozpływowego. Części, które nie są ułożone w jednej linii, mogą powodować zwarcia, nagrobki, a nawet przewracanie się na bok. Czasami system wizyjny nie trafia w zagięty przewód lub podajnik źle chwyta część. Błędy te prowadzą do złego lutowania i mniejszej liczby dobrych płytek.

Możesz uniknąć tych problemów, często sprawdzając swoje maszyny do rozmieszczania. Użyj kontroli pasty lutowniczej 3D, aby upewnić się, że pasta została prawidłowo wydrukowana. Upewnij się, że Twój system wizyjny jest w stanie wykryć błędy, zanim deska trafi do piekarnika.

Projekt szablonu i PCB

Podczas lutowania bardzo ważne są szablony i projekty PCB. Szablon kontroluje ilość pasty lutowniczej nakładanej na każdy pad. Jeśli otwór szablonu jest zbyt duży, otrzymasz za dużo lutu i mostków. Jeśli jest za mały, otrzymasz słabe stawy. Grubość i ustawienie szablonu również mają znaczenie. Dobra konstrukcja szablonu zapewnia za każdym razem odpowiednią ilość lutowia.

Projekt PCB zmienia sposób poruszania się ciepła podczas lutowania rozdzielczości. Jeśli masz szerokie ślady lub duże płaszczyzny uziemienia z jednej strony, ta strona nagrzewa się szybciej. Może to powodować nagrobanie lub inne problemy. Użyj termicznych przelotek i wzorów pomocy, aby pomóc w rozpowszechnianiu ciepła. Rozmiar podkładki i materia kształtu. Podkładki, które są tego samego rozmiaru, pomagają zatrzymać nagrobek i ułatwić lutowanie.

· Użyj otworów szablonu o wielkości około 80-90% rozmiaru podkładki.

· Aby uzyskać najlepsze rezultaty, sprawdź ciśnienie, prędkość i kąt drukowania.

· Zrównoważ obszary miedzi na płycie, aby zapobiec nierównowadze termicznej.

· Użyj inspekcji wklejania lutu, aby znaleźć problemy przed refLow.

Uwaga: dobry projekt szablonu i płytki drukowanej pomaga kontrolować lutowanie i ograniczać wady w produkcji elektroniki.

Naprawy i zapobieganie

Konserwacja piekarnika

Wiele wad lutowania można wyeliminować, utrzymując piekarnik rozpływowy i narzędzia do płytek drukowanych w czystości. Czyszczenie często pozwala pozbyć się topnika i gazu, które mogą zaburzyć temperaturę. Dzięki temu profil przepływu jest stały. Często czyść szablony , aby zapobiec gromadzeniu się pasty lutowniczej. Jeśli pasta gromadzi się, możesz uzyskać mostki, nagrobki lub otwarte stawy. W wielu fabrykach stosowane są maszyny, które wycierają szablony i odsysają brud za pomocą odkurzacza. Dla bezpieczeństwa i lepszego czyszczenia wybieraj płyny czyszczące, które nie zapalają się. Niektóre maszyny myją, płuczą i suszą szablony partiami. Dzięki temu proces jest szybszy i sprawia, że ​​wszystko jest czystsze.

· Oczyścić części kuchenki i filtry, aby zapewnić stały przepływ powietrza.

· Używaj maszyn do czyszczenia szablonów i zapobiegania problemom z lutowaniem.

· Wybierz bezpieczne i mocne płyny czyszczące do pracy z płytkami PCB.

Wskazówka: dobre czyszczenie pomaga zachować stabilność lutowania i zapewnia lepsze połączenia.

Optymalizacja profilu

Musisz ustawić odpowiednią temperaturę dla swojego piekarnika rozpływowego. Badania pokazują, że podniesienie temperatury namaczania i wydłużenie czasu nad cieczą może zmniejszyć puste przestrzenie. Użyj termopar na ważnych częściach i oprogramowaniu, aby dostosować strefy pieca i prędkość przenośnika. Pomaga to zatrzymać puste przestrzenie, nagrobki i mostki. Zawsze sprawdzaj całą płytkę drukowaną i zastanów się nad zapotrzebowaniem cieplnym każdej części.

Regulacja przepływu powietrza

Dobry przepływ powietrza daje równomierne ciepło w piekarniku z rozdzielczością. Użyj przenośników pasa siatkowego lub przenośników krawędzi, aby powietrze mogło poruszać się po płycie. Podgrzewanie konwekcyjne z powietrzem od góry lub bocznym obejmuje PCBA z równym ciepłem. Wiele stref grzewczych i kontrola przepływu powietrza utrzymują ciepło stabilne podczas lutowania.

· Pasy siatkowe pomagają powietrzu dotrzeć do obu stron deski.

· Przenośniki krawędziowe umożliwiają dobry przepływ powietrza i współpracę z innymi maszynami.

· Zmień przepływ powietrza, aby zatrzymać gorące i zimne miejsca.

Szkolenie personelu

Potrzebujesz przeszkolonych ludzi do obsługi pieca rozpływowego i obserwowania procesu lutowania. Maszyny pomagają, ale nadal potrzebne są szkolenia. Przeszkoleni pracownicy mogą znajdować problemy i utrzymywać wszystko w należytym stanie. Zmniejsza to liczbę defektów i pomaga w tworzeniu lepszych zespołów.

Ciągłe szkolenia pomagają Twojemu zespołowi rozwiązywać nowe problemy z PCB i utrzymywać wysoką jakość lutowania.

Przewodnik po rozwiązywaniu problemów

Kontrola wizualna

Wiele problemów z lutowaniem można wcześnie wykryć, przyglądając się uważnie. Najpierw sprawdź części i połączenia lutowane pod kątem wyraźnych problemów. Poszukaj takich rzeczy, jak mostkowanie, zimne złącza lub kulki lutownicze . użyj narzędzi takich jak Aby zobaczyć drobne szczegóły, Kamery optyczne pomagają sprawdzić jakość każdego złącza. szkła powiększające lub mikroskopy. Systemy AOI potrafią szybko wykryć defekty, nawet na trudnych deskach. W przypadku miejsc trudno widocznych użyj endoskopów lub pryzmatów , aby zajrzeć do ukrytych miejsc. Dobre oświetlenie i specjalne oprogramowanie ułatwiają znalezienie problemów. Zawsze porównuj to, co widzisz, z zasadami branżowymi i zapisuj swoje wyniki. Ten krok pomoże Ci zachować kontrolę nad procesem lutowania.

Wskazówka: sprawdzaj swoje deski po każdym dużym kroku, a nie tylko na końcu.

Weryfikacja profilu

Musisz upewnić się, że piekarnik rozpływowy ma odpowiednią temperaturę. Użyj narzędzi profilowych, aby zmierzyć najwyższą temperaturę, prędkość przenośnika i przepływ powietrza . Umieść termopary na prawdziwych płytkach, aby uzyskać najlepsze dane. Nowe narzędzia do profilowania zbierają aktualne dane i korzystają z oprogramowania pomagającego skonfigurować piekarnik. Narzędzia te mogą sprawdzić wiele ustawień piekarnika w ciągu kilku minut. Ułatwia to znalezienie najlepszej konfiguracji. Często obserwowanie piekarnika pomaga wykryć zmiany, zanim spowodują problemy. Wykresy kontrolne i SPC pokazują wzorce i pomagają utrzymać stabilność procesu.

Kontrole konserwacyjne

Dzięki regularnej konserwacji piekarnik rozpływowy będzie działał prawidłowo. Eliminuje również problemy z lutowaniem. Często czyść piekarnik , aby pozbyć się topnika i brudu. Sprawdź i napraw ustawienia piekarnika, aby utrzymać równomierne ciepło. Przyjrzyj się termoparom, aby upewnić się, że odczytane są prawidłowo. Przeprowadzaj kontrole kalibracji, aby zapewnić prawidłowe działanie maszyny. Korzystaj z audytów takich jak 5S, aby wcześnie wykryć problemy. Wyczyść zdejmowane części bezpiecznymi środkami czyszczącymi , aby zapobiec gromadzeniu się osadów. Poniższe kroki pomogą uniknąć zmian ciepła i uszkodzeń części.

Kiedy szukać pomocy

Czasami możesz zobaczyć problemy, które nie znikną nawet po sprawdzeniu wszystkiego. Jeśli nie możesz znaleźć przyczyny, poproś inżyniera procesu lub eksperta od sprzętu o pomoc. Pomoc z zewnątrz może przynieść nowe narzędzia lub pomysły na rozwiązanie trudnych problemów. Nie czekaj zbyt długo, aby uzyskać pomoc, ponieważ bieżące problemy mogą kosztować więcej i spowolnić pracę. Dobra praca zespołowa i porady ekspertów pomagają utrzymać wysoką jakość lutowania.

Większość problemów z lutowaniem można rozwiązać, utrzymując piekarnik rozpływowy w czystości. Dbaj o swój piekarnik i często go sprawdzaj . Czyszczenie i sprawdzanie piekarnika pomaga utrzymać stałą temperaturę. Eliminuje to problemy takie jak mostowanie i nagrobki . Skorzystaj z prostego przewodnika rozwiązywania problemów, aby szybko znaleźć i rozwiązać problemy.

· Zawsze patrz na swój proces i naucz swój zespół, co ma robić.

· Jeśli nadal masz problemy, poproś o pomoc producenta piekarnika lub specjalistę.

Często zadawane pytania

Jaka jest najczęstsza przyczyna wad lutowania w piecach rozpływowych?

Brudne filtry i zły przepływ powietrza często powodują najwięcej problemów. Powinieneś często sprawdzać i wyczyścić piekarnik. Pomaga to utrzymać ciepło równe i zatrzymuje wiele wad.

Jak często należy czyścić piekarnik rozpływowy?

Piekarnik należy czyścić przynajmniej raz w tygodniu. Jeśli używasz wielu desek, czyść je częściej.

· Wyczyścić filtry

· Wytrzeć powierzchnie wewnętrzne

· Sprawdź fanów

Czy można naprawić nagrobki zmieniając profil piekarnika?

Tak, możesz naprawić nagrobki, wyrównując temperaturę. Użyj termopar , aby sprawdzić obie strony płytki. Aby uzyskać lepsze rezultaty, dostosuj strefy podgrzewania i namaczania.

Dlaczego mostkowanie lutownicze ma miejsce podczas rozpływu?

Mostkowanie lutownicze ma miejsce, gdy użyjesz zbyt dużej ilości pasty lutowniczej lub piekarnik się nagrzeje.

Sprawdź rozmiar szablonu i ustawienia piekarnika, aby zapobiec mostkowaniu.

Jakie narzędzia pomagają sprawdzić wydajność swojego piekarnika Reflow?