Resumen De Tipos De Defectos De Soldadura En PCB Y Análisis De 15 Causas

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En el campo de la fabricación de dispositivos electrónicos, las Placas de Circuito Impreso (PCB) desempeñan un papel crucial como uno de los componentes clave, facilitando la conexión entre los componentes electrónicos y los circuitos. Entre los procesos involucrados, la soldadura de los componentes montados en la superficie afecta directamente la calidad y la confiabilidad del producto. Sin embargo, como es inevitable en muchos procesos de fabricación, la soldadura enfrenta varios desafíos que provocan una disminución en la calidad de las uniones y un aumento en los costos de producción.

Este artículo resumirá los defectos comunes que ocurren durante el proceso de soldadura en PCBs y proporcionará un análisis detallado de sus causas. Al comprender las causas fundamentales de estos problemas, podremos tomar medidas específicas para mejorar la estabilidad del proceso de soldadura y la calidad del producto, satisfaciendo mejor las demandas de nuestros clientes.

La placa PCB tiene muchos residuos en la superficie

Después de la soldadura, quedan muchos residuos sucios en la superficie de la PCB.
El contenido sólido del flujo es alto y hay demasiados materiales no volátiles.
Insuficiente precalentamiento o temperatura de precalentamiento baja antes de la soldadura (durante la soldadura por ola, el tiempo es demasiado corto).
La velocidad de la placa es demasiado rápida (el flujo no puede evaporarse completamente).
La temperatura del horno de soldadura no es suficiente.
Hay demasiadas impurezas en el horno de soldadura o el contenido de estaño es bajo.
Causado por el uso de antioxidantes o aceites antioxidantes.
Se aplicó demasiado flujo de soldadura.
Hay demasiados conectores o componentes abiertos en la PCB, sin precalentamiento.
Los pines de los componentes y los agujeros de la placa son desproporcionados (agujeros demasiado grandes), lo que hace que el flujo ascienda.
La propia PCB tiene resina pre-recubierta.
En el proceso de estañado, el flujo tiene una capacidad de mojado demasiado fuerte.
Problema de proceso de la PCB, falta de agujeros pasantes, lo que provoca una mala evaporación del flujo.
Ángulo incorrecto de inmersión de la PCB en el baño de soldadura.
No se agregó diluyente durante mucho tiempo durante el uso del flujo.

En Llamas

El punto de inflamación del fundente es demasiado bajo y no se ha añadido retardante de llama.
Sin la cuchilla de aire, hay un exceso de revestimiento de fundente, y gotea sobre el tubo calefactor durante el precalentamiento.
El ángulo de la cuchilla de aire es incorrecto, lo que provoca un revestimiento desigual de fundente en la PCB.
Hay demasiadas cintas adhesivas en la PCB, lo que provoca que se incendien.
Hay demasiado fundente en la PCB, y gotea sobre el tubo calefactor.
La velocidad de desplazamiento de la placa es demasiado rápida (el fundente no se ha evaporado completamente, lo que provoca goteo) o demasiado lenta (causando un calentamiento excesivo en la superficie de la placa).
La temperatura de precalentamiento es demasiado alta.
Problemas de proceso (material de la placa PCB deficiente, el tubo calefactor está demasiado cerca de la PCB).

Corrosión (componentes se vuelven verdes, uniones de soldadura se vuelven negras)

El cobre reacciona con el FLUX para formar compuestos verdes de cobre.
El plomo-tin reacciona con el FLUX para formar compuestos negros de plomo-tin.
Un precalentamiento insuficiente (temperatura de precalentamiento baja, velocidad rápida del tránsito de la placa) resulta en una alta cantidad de residuos de FLUX, lo que lleva a un exceso de residuos de sustancias dañinas.
Los residuos absorben agua (conductividad iónica soluble en agua que no cumple con el estándar).
Usar FLUX que requiere limpieza, pero no limpiar o no limpiar de manera oportuna después de la soldadura.
El FLUX tiene una actividad excesivamente fuerte.
Los componentes electrónicos reaccionan con las sustancias activas en el FLUX.

Problemas de conexión, fuga de corriente (aislamiento deficiente)

Iones residuales de FLUX en la placa; o residuos de FLUX que absorben humedad, lo que conduce a la conductividad.
Diseño de PCB poco razonable, como enrutamiento demasiado cercano.
Mala calidad de la máscara de soldadura de PCB, propensa a la conductividad.

Soldadura fría, soldadura insuficiente, soldadura continuaInsuficiente actividad del FLUX

Insuficiente capacidad de mojado del FLUX.
Cantidad insuficiente de FLUX aplicado.
Aplicación desigual del FLUX.
Incapacidad para aplicar FLUX en ciertas áreas del PCB.
Algunas áreas del PCB no están estañadas correctamente.
Oxidación severa en ciertas almohadillas de soldadura o patas.
Enrutamiento del PCB poco razonable (distribución incorrecta de componentes).
Orientación incorrecta de la placa.
Contenido insuficiente de estaño o contenido excesivo de cobre; impurezas que provocan un aumento en el punto de fusión del líquido de soldadura (línea del líquido).
Bloqueo en el tubo espumante, espumación desigual, lo que provoca una aplicación desigual del FLUX en el PCB.
Configuración inadecuada del cuchillo de aire (FLUX no soplado uniformemente).
Coordinación deficiente entre la velocidad de la placa y el precalentamiento.
Técnica incorrecta de soldadura manual.
Ángulo de inclinación de la cadena poco razonable.
Onda de soldadura no uniforme.

El punto de soldadura está demasiado brillante o no lo suficientemente brillante

Problema con el FLUX:

Puede modificarse cambiando sus aditivos (problema de selección de FLUX).
El FLUX podría tener una ligera corrosión.

Mala calidad de la soldadura (por ejemplo, contenido bajo de estaño).

Cortocircuito

Cortocircuito causado por el estaño líquido:

Se produjo una soldadura fría pero no se detectó.
El estaño líquido no alcanzó la temperatura normal de trabajo, lo que resulta en un «puenteado de estaño» entre las uniones de soldadura.
Pequeñas bolas de estaño formaron un puente entre las uniones de soldadura.
Se produjo una soldadura en frío, lo que lleva a un puenteado.

Problemas con el FLUX:

La baja actividad y la mala mojabilidad del FLUX provocan puentes de soldadura entre las uniones de soldadura.
La resistencia de aislamiento insuficiente del FLUX causa cortocircuitos entre las uniones de soldadura.

Problemas con la PCB:

Por ejemplo, un cortocircuito causado por el desprendimiento de la película de soldadura de la PCB.

Humo abundante, sabor fuerte

Problemas con FLUX en sí mismo:

Resina: Si se utiliza resina común, el humo será más significativo.
Solvente: Aquí, se refiere a la posibilidad del olor o el aroma irritante del solvente utilizado en FLUX.
Activador: El humo es significativo y tiene un olor irritante.

Sistema de ventilación insuficiente.

Salpicaduras, Bolas de Soldadura

Flux

Alto contenido de agua (o exceso) en FLUX.
Componentes de alto punto de ebullición en FLUX (que no se evaporaron completamente después del precalentamiento).

Proceso

Baja temperatura de precalentamiento (disolvente de FLUX no completamente evaporado).
Velocidad rápida del transportador sin lograr el efecto de precalentamiento.
Ángulo deficiente de la cadena, lo que resulta en burbujas de aire entre la soldadura y la PCB, que estallan y producen bolas de soldadura.
Exceso de revestimiento de FLUX (sin cuchilla de aire o cuchilla de aire defectuosa).
Operación inadecuada durante la soldadura manual.
Ambiente de trabajo húmedo.

Problemas de la PCB

Superficie de la PCB húmeda, precalentamiento insuficiente o generación de agua.
Orificios de ventilación de la PCB mal diseñados, causando la retención de gas entre la PCB y la soldadura.
Diseño de PCB poco razonable, con pines de componentes demasiado cercanos, lo que provoca la retención de gas.
Orificios pasantes de la PCB perforados de manera deficiente.

Una mala soldadura conduce a uniones de soldadura incompletas

Mala soldabilidad durante la soldadura, lo que resulta en puntos de soldadura incompletos.
Malas propiedades de humectación del FLUX.
Reactividad débil del FLUX.
Baja temperatura de humectación o activación y una ventana de proceso estrecha.
Uso de un proceso de soldadura de doble onda, lo que provoca que los componentes activos del FLUX se evaporen completamente durante el primer paso de soldadura.
Temperatura de precalentamiento excesiva, lo que provoca una activación prematura del flux, resultando en poca o ninguna actividad durante la soldadura o una actividad muy débil.
Velocidad lenta de recorrido de la placa, lo que provoca una temperatura de precalentamiento excesiva.
Aplicación irregular del FLUX.
Oxidación severa de las almohadillas de soldadura y terminales de los componentes, lo que resulta en una mala humectabilidad de la soldadura.
Aplicación insuficiente del FLUX, lo que resulta en una humectación incompleta de las almohadillas de soldadura de la PCB y los terminales de los componentes.
Diseño inadecuado de la PCB, lo que provoca una disposición incorrecta de los componentes en la PCB, afectando la soldadura de ciertos componentes.

Mala Espuma de FLUX

Selección incorrecta del tipo de FLUX.
Los agujeros de la tubería de espumado son demasiado grandes (generalmente, los agujeros de la tubería de espumado de FLUX sin limpieza son más pequeños, mientras que los de FLUX a base de resina son más grandes).
El área de espumado del tanque de espumado es demasiado grande.
La presión del aire de la bomba de aire es demasiado baja.
La tubería de espumado tiene agujeros de fuga o bloqueados, lo que provoca una espumación desigual.
Adición excesiva de diluyente.

Exceso de Espuma

Presión excesiva.
Área de espuma demasiado pequeña.
Exceso de FLUX agregado al surco de soldadura.
Falta de agregar diluyente a tiempo, lo que resulta en una concentración de FLUX excesivamente alta.

Cambio de Color en el FLUX

Algunos FLUX no transparentes contienen una pequeña cantidad de aditivos fotosensibles. Estos aditivos cambian de color cuando se exponen a la luz, pero no afectan al efecto de soldadura y al rendimiento del FLUX.

Desprendimiento, pelado o formación de burbujas en la película de resistencia de soldadura del PCB

Más del 80% de las causas son problemas durante el proceso de fabricación del PCB.

Limpieza insuficiente.
Película de resistencia de soldadura de mala calidad.
Incompatibilidad entre el material del PCB y la película de resistencia de soldadura.
Contaminación que ingresa a la película de resistencia de soldadura durante la perforación.
Nivelación excesiva de soldadura durante el proceso de nivelación con aire caliente.

Algunos aditivos en el flujo pueden dañar la película de resistencia de soldadura.
Temperatura excesiva del líquido de estaño o temperatura de precalentamiento.
Excesiva frecuencia de soldadura.
Tiempo prolongado de inmersión del PCB en el líquido de estaño durante la soldadura manual.

Cambios en señales de telecomunicaciones de alta frecuencia

Baja resistencia de aislamiento y malas propiedades de aislamiento del FLUX.
Residuo no uniforme y distribución desigual de la resistencia de aislamiento, lo que puede formar capacitancia o resistencia en el circuito.
La tasa de extracción de agua del FLUX no cumple con los requisitos.
Los problemas mencionados pueden no ocurrir durante el proceso de limpieza (o pueden resolverse mediante la limpieza).

Las soldaduras deficientes en las PCB son un desafío eterno para la industria de fabricación de electrónica. Ya sea en tecnologías emergentes o procesos tradicionales, debemos mantener una atención constante y realizar mejoras continuas. Al comprender a fondo los tipos y causas de los defectos resumidos en este artículo, podemos prevenir y resolver estos problemas de manera más efectiva, mejorando así la eficiencia de producción y reduciendo la tasa de desperdicio, ofreciendo productos más confiables y de alta calidad.

Vale la pena enfatizar que el trabajo en equipo y el aprendizaje continuo son clave para superar estos desafíos. Solo a través del intercambio de conocimientos y experiencias, y mejorando constantemente nuestros procesos y tecnologías, podemos adaptarnos a las demandas del mercado en constante cambio. Colaboremos juntos, hagamos esfuerzos conjuntos y luchemos por la excelencia para lograr el desarrollo sostenible de la industria de manufactura electrónica.

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