Nuevo método de ensamblaje SMT elimina las bolas de soldadura mejora la fiabilidad

En el mundo de la fabricación de electrónica de precisión, las imperfecciones microscópicas llamadas bolas de soldadura han surgido como un desafío persistente.3 mm de diámetroLa tecnología de montaje superficial (SMT), la columna vertebral del ensamblaje electrónico moderno, es una tecnología que se utiliza para la fabricación de equipos de montaje.En el caso de los terminales de los componentes de los chips, estos son particularmente vulnerables a estos defectos que aparecen comúnmente entre los terminales de los componentes de los chips., alrededor de los paquetes de IC, o incluso dentro de los conjuntos de pines de interruptor.

El mecanismo de formación: una batalla microscópica de la dinámica térmica

Durante la soldadura por reflujo, la pasta de soldadura y el flujo experimentan transformaciones dramáticas a medida que las temperaturas aumentan en el horno de reflujo.La pasta de soldadura pasa de una pasta gruesa a un semi-líquido viscoso antes de fundirse finalmente en un estado completamente líquidoEn esta fase crítica, la volatilización del flujo libera gases que forman burbujas. Estas burbujas, influenciadas por la tensión superficial y la expansión térmica, pueden escapar, expandirse o fusionarse con otras.La presión del vapor de flujo de expansión puede forzar a las pequeñas partículas de soldadura a separarse de la masa principal de pasta de soldadura.

Una vez separadas, estas partículas de soldadura deshonestas pueden migrar más allá de las áreas previstas de la almohadilla, asentándose en los bordes de la máscara de soldadura.Las consecuencias pueden ser graves: las bolas de soldadura sueltas pueden separarse durante el funcionamiento, causando cortocircuitos entre pines o componentes adyacentes, comprometiendo la fiabilidad y el rendimiento eléctrico.

Diez causas fundamentales de la formación de bolas de soldadura

Un análisis exhaustivo revela diez factores principales que contribuyen a la formación de bolas de soldadura en los procesos SMT:

• Tensión y humedecibilidad de la superficie de la pasta de soldadura: La tensión superficial excesiva impide una cobertura uniforme de la almohadilla, mientras que la tensión insuficiente permite que la pasta se desplome más allá de los límites de la almohadilla.
• Actividad y composición del flujo: La inadecuada actividad del flujo o la formulación inadecuada no eliminan suficientemente los óxidos, lo que dificulta la humedad y aumenta la probabilidad de defectos.
• Efectos del flujo de aire: La configuración incorrecta del flujo de aire del horno o la disposición de los PCB pueden crear turbulencias que alteran el comportamiento de la soldadura fundida.
• Factores de diseño de las almohadillas de PCB: La geometría de la almohadilla, el espaciamiento o el tratamiento de la superficie inhiben la humedad y distribución adecuadas de la soldadura.
• Diseño del plomo del componente: La longitud, forma o la compatibilidad incorrecta del plomo con las almohadillas crea obstáculos para la humedad.
• Configuración del perfil de reflow: Las rampas de precalentamiento rápido evitan la evaporación completa del disolvente, lo que puede causar salpicaduras de soldadura durante el reflujo.
• Manipulación y almacenamiento de PCB: La contaminación de la superficie, la oxidación o la absorción de humedad degradan la soldadura.
• Altura y presión de colocación: Los parámetros incorrectos de colocación de los componentes causan una distribución desigual de la pasta o una dispersión excesiva.
• Control de la calidad y del proceso de la pasta de soldadura: Las impurezas del material, el almacenamiento inadecuado o los factores ambientales afectan el rendimiento de la pasta.
• Problemas de diseño de apertura de plantillas: Las aberturas mal alineadas o de gran tamaño facilitan el sangrado de la pasta más allá de las áreas de la almohadilla.

Medidas preventivas para la reducción de las bolas de soldadura

Consideraciones en la fase de diseño: El embalaje de componentes que coincida con las dimensiones recomendadas de las almohadillas garantiza una solderabilidad óptima al tiempo que minimiza el exceso de dispersión de la pasta.La inspección rigurosa de los PCB entrantes verifica la calidad de la superficie y las condiciones adecuadas de almacenamiento.

Gestión del material: Los protocolos estrictos de manejo de la pasta de soldadura mantienen la actividad del material y la capacidad de impresión.

Optimización de procesos: La adaptación de los perfiles de reflujo a las propiedades específicas del material garantiza una activación completa del flujo antes de las temperaturas máximas.Ajustes de la apertura de la plantilla basados en las especificaciones de los componentes para controlar la precisión de deposición de la pasta.

Garantizar la calidad: El análisis inmediato de la causa raíz cuando se producen defectos permite tomar medidas correctivas oportunas para evitar su reaparición.

Comprender los complejos comportamientos físicos y químicos de los materiales de soldadura durante el reflujo sigue siendo fundamental para minimizar los defectos.Selección de materialesEn el caso de las máquinas de soldadura, los fabricantes pueden reducir significativamente la aparición de bolas de soldadura al tiempo que mejoran la fiabilidad y el rendimiento del ensamblaje SMT.