Memahami SMT PCB Solder Bridging: Punca, Pencegahan dan Penyelesaian

Jambatan pateri SMT ialah cabaran biasa yang dihadapi oleh pengeluar elektronik semasa proses pemasangan. Fenomena ini berlaku apabila pateri secara tidak sengaja menyambungkan dua komponen bersebelahan atau kawasan konduktif, mengakibatkan litar pintas atau fungsi terjejas.Dalam artikel ini, kami akan menyelidiki selok-belok jambatan pateri SMT, termasuk puncanya, langkah pencegahan dan penyelesaian yang berkesan.

1.Apakah SMT PCB Solder Bridging:

Jambatan pateri SMT juga dikenali sebagai "pendek pateri" atau "jambatan pateri", berlaku semasa pemasangan komponen teknologi pelekap permukaan (SMT) pada papan litar bercetak (PCB). Dalam SMT, komponen dipasang terus ke permukaan PCB, dan tampal pateri digunakan untuk mencipta sambungan elektrik dan mekanikal antara komponen dan PCB. Semasa proses pematerian, tampal pateri digunakan pada pad PCB dan petunjuk komponen SMT. PCB kemudiannya dipanaskan, menyebabkan pes pateri cair dan mengalir, mewujudkan ikatan antara komponen dan PCB.

2. Punca SMT PCB Solder Bridging:

Jambatan pateri SMT berlaku apabila sambungan yang tidak diingini terbentuk antara pad bersebelahan atau petunjuk pada papan litar bercetak (PCB) semasa pemasangan. Fenomena ini boleh menyebabkan litar pintas, sambungan yang salah dan kegagalan keseluruhan peralatan elektronik.

Jambatan pateri SMT boleh berlaku atas pelbagai sebab, termasuk volum tampal pateri yang tidak mencukupi, reka bentuk stensil yang salah atau tidak sejajar, pengaliran semula sambungan pateri yang tidak mencukupi, pencemaran PCB dan sisa fluks yang berlebihan.Jumlah pes pateri yang tidak mencukupi adalah salah satu punca jambatan pateri. Semasa proses pencetakan stensil, tampal pateri digunakan pada pad PCB dan petunjuk komponen. Jika anda tidak menggunakan tampal pateri yang mencukupi, anda mungkin mengalami ketinggian kebuntuan yang rendah, yang bermaksud tidak akan ada ruang yang mencukupi untuk tampal pateri menyambungkan komponen dengan betul ke pad. Ini boleh menyebabkan pemisahan komponen yang tidak betul dan pembentukan jambatan pateri antara komponen bersebelahan. Reka bentuk stensil yang salah atau salah jajaran juga boleh menyebabkan penyambungan pateri.

Stensil yang direka bentuk dengan tidak betul boleh menyebabkan pemendapan tampal pateri tidak sekata semasa penggunaan tampal pateri. Ini bermakna mungkin terdapat terlalu banyak pes pateri di sesetengah kawasan dan terlalu sedikit di kawasan lain.Pemendapan tampal pateri yang tidak seimbang boleh menyebabkan pematerian merapatkan antara komponen bersebelahan atau kawasan konduktif pada PCB. Begitu juga, jika stensil tidak dijajarkan dengan betul semasa penggunaan tampal pateri, ia boleh menyebabkan mendapan pateri tersalah jajaran dan membentuk jambatan pateri.

Aliran semula sambungan pateri yang tidak mencukupi adalah satu lagi punca penyambungan pateri. Semasa proses pematerian, PCB dengan pes pateri dipanaskan pada suhu tertentu supaya pes pateri cair dan mengalir untuk membentuk sambungan pateri.Jika profil suhu atau tetapan aliran semula tidak ditetapkan dengan betul, tampal pateri mungkin tidak cair sepenuhnya atau mengalir dengan betul. Ini boleh mengakibatkan pencairan yang tidak lengkap dan pemisahan yang tidak mencukupi antara pad atau plumbum bersebelahan, mengakibatkan penyambungan pateri.

Pencemaran PCB adalah punca biasa penyambungan pateri. Sebelum proses pematerian, bahan cemar seperti habuk, lembapan, minyak, atau sisa fluks mungkin terdapat pada permukaan PCB.Bahan cemar ini boleh mengganggu pembasahan dan aliran pateri yang betul, menjadikannya lebih mudah bagi pateri untuk membentuk sambungan yang tidak disengajakan antara pad atau petunjuk yang bersebelahan.

Sisa fluks yang berlebihan juga boleh menyebabkan jambatan pateri terbentuk. Fluks ialah bahan kimia yang digunakan untuk mengeluarkan oksida daripada permukaan logam dan menggalakkan pembasahan pateri semasa pematerian.Walau bagaimanapun, jika fluks tidak dibersihkan dengan secukupnya selepas pematerian, ia mungkin meninggalkan sisa. Sisa-sisa ini boleh bertindak sebagai medium konduktif, membolehkan pateri membuat sambungan yang tidak diingini dan jambatan pateri antara pad bersebelahan atau petunjuk pada PCB.

3. Langkah-langkah pencegahan untuk jambatan pateri SMT PCB:

A. Optimumkan reka bentuk dan penjajaran stensil: Salah satu faktor utama dalam menghalang jambatan pateri ialah mengoptimumkan reka bentuk stensil dan memastikan penjajaran yang betul semasa penggunaan tampal pateri.Ini melibatkan pengurangan saiz apertur untuk mengawal jumlah tampal pateri yang didepositkan pada pad PCB. Saiz liang yang lebih kecil membantu mengurangkan kemungkinan lebihan pes pateri merebak dan menyebabkan penyambungan. Selain itu, membulatkan tepi lubang stensil boleh menggalakkan pelepasan tampal pateri yang lebih baik dan mengurangkan kecenderungan pateri untuk merapatkan antara pad bersebelahan. Melaksanakan teknik antijambatan, seperti memasukkan jambatan atau celah yang lebih kecil ke dalam reka bentuk stensil, juga boleh membantu menghalang penyambungan pateri. Ciri-ciri pencegahan jambatan ini mewujudkan halangan fizikal yang menyekat aliran pateri antara pad bersebelahan, sekali gus mengurangkan peluang pembentukan jambatan pateri. Penjajaran templat yang betul semasa proses menampal adalah penting untuk mengekalkan jarak yang diperlukan antara komponen. Penyelewengan mengakibatkan pemendapan tampal pateri tidak sekata, yang meningkatkan risiko jambatan pateri. Menggunakan sistem penjajaran seperti sistem penglihatan atau penjajaran laser boleh memastikan peletakan stensil yang tepat dan meminimumkan kejadian penyambungan pateri.

B. Kawal jumlah tampal pateri: Kawal jumlah tampal pateri adalah penting untuk mengelakkan pemendapan berlebihan, yang boleh menyebabkan penyambungan pateri.Beberapa faktor harus dipertimbangkan apabila menentukan jumlah optimum pes pateri. Ini termasuk pic komponen, ketebalan stensil dan saiz pad. Jarak komponen memainkan peranan penting dalam menentukan jumlah tampal pateri yang mencukupi yang diperlukan. Semakin rapat komponen antara satu sama lain, semakin sedikit pes pateri diperlukan untuk mengelakkan penyambungan. Ketebalan stensil juga mempengaruhi jumlah pes pateri yang didepositkan. Stensil yang lebih tebal cenderung untuk menyimpan lebih banyak pes pateri, manakala stensil yang lebih nipis cenderung untuk menyimpan lebih sedikit pes pateri. Melaraskan ketebalan stensil mengikut keperluan khusus pemasangan PCB boleh membantu mengawal jumlah pes pateri yang digunakan. Saiz pad pada PCB juga harus dipertimbangkan apabila menentukan jumlah tampal pateri yang sesuai. Pad yang lebih besar mungkin memerlukan lebih banyak isipadu tampal pateri, manakala pad yang lebih kecil mungkin memerlukan lebih sedikit isipadu tampal pateri. Menganalisis pembolehubah ini dengan betul dan melaraskan volum tampal pateri dengan sewajarnya boleh membantu mencegah pemendapan pateri yang berlebihan dan meminimumkan risiko penyambungan pateri.

C. Pastikan pengaliran semula sambungan pateri yang betul: Mencapai pengaliran semula sambungan pateri yang betul adalah penting untuk mencegah jambatan pateri.Ini melibatkan pelaksanaan profil suhu yang sesuai, masa tinggal, dan tetapan aliran semula semasa proses pematerian. Profil suhu merujuk kepada kitaran pemanasan dan penyejukan yang dilalui oleh PCB semasa pengaliran semula. Profil suhu yang disyorkan untuk pes pateri khusus yang digunakan mesti diikuti. Ini memastikan pencairan dan pengaliran pes pateri sepenuhnya, membolehkan pembasahan yang betul bagi petunjuk komponen dan pad PCB sambil menghalang pengaliran semula yang tidak mencukupi atau tidak lengkap. Masa tinggal, yang merujuk kepada masa PCB terdedah kepada suhu aliran semula puncak, juga harus dipertimbangkan dengan teliti. Masa tinggal yang mencukupi membolehkan pes pateri mencairkan sepenuhnya dan membentuk sebatian antara logam yang diperlukan, dengan itu meningkatkan kualiti sambungan pateri. Masa tinggal yang tidak mencukupi mengakibatkan pencairan yang tidak mencukupi, mengakibatkan sambungan pateri tidak lengkap dan peningkatan risiko jambatan pateri. Tetapan aliran semula, seperti kelajuan penghantar dan suhu puncak, harus dioptimumkan untuk memastikan pencairan dan pemejalan tampal pateri sepenuhnya. Adalah penting untuk mengawal kelajuan penghantar untuk mencapai pemindahan haba yang mencukupi dan masa yang mencukupi untuk pes pateri mengalir dan memejal. Suhu puncak hendaklah ditetapkan pada tahap optimum untuk tampal pateri tertentu, memastikan pengaliran semula lengkap tanpa menyebabkan pemendapan atau penjembatan pateri yang berlebihan.

D. Uruskan kebersihan PCB: Pengurusan kebersihan PCB yang betul adalah penting untuk mengelakkan penyambungan pateri.Pencemaran pada permukaan PCB boleh mengganggu pembasahan pateri dan meningkatkan kemungkinan pembentukan jambatan pateri. Menghapuskan bahan cemar sebelum proses kimpalan adalah kritikal. Membersihkan PCB secara menyeluruh menggunakan agen dan teknik pembersih yang sesuai akan membantu menghilangkan habuk, lembapan, minyak dan bahan cemar lain. Ini memastikan bahawa pes pateri membasahi pad PCB dan petunjuk komponen dengan betul, mengurangkan kemungkinan jambatan pateri. Selain itu, penyimpanan dan pengendalian PCB yang betul, serta meminimumkan sentuhan manusia, boleh membantu meminimumkan pencemaran dan memastikan keseluruhan proses pemasangan bersih.

E. Pemeriksaan dan Kerja Semula Selepas Pematerian: Melakukan pemeriksaan visual yang menyeluruh dan pemeriksaan optik automatik (AOI) selepas proses pematerian adalah penting untuk mengenal pasti sebarang isu penyambung pateri.Pengesanan segera jambatan pateri membolehkan kerja semula dan pembaikan tepat pada masanya untuk membetulkan masalah sebelum menyebabkan masalah atau kegagalan selanjutnya. Pemeriksaan visual melibatkan pemeriksaan menyeluruh pada sambungan pateri untuk mengenal pasti sebarang tanda penjembatan pateri. Alat pembesar, seperti mikroskop atau pembesar, boleh membantu mengenal pasti dengan tepat kehadiran jambatan pergigian. Sistem AOI menggunakan teknologi pemeriksaan berasaskan imej untuk mengesan dan mengenal pasti kecacatan jambatan pateri secara automatik. Sistem ini boleh mengimbas PCB dengan cepat dan menyediakan analisis terperinci kualiti sambungan pateri, termasuk kehadiran penyambung. Sistem AOI amat berguna dalam mengesan jambatan pateri yang lebih kecil dan sukar ditemui yang mungkin terlepas semasa pemeriksaan visual. Sebaik sahaja jambatan pateri ditemui, ia harus dikerjakan semula dan dibaiki dengan segera. Ini melibatkan penggunaan alat dan teknik yang betul untuk mengeluarkan lebihan pateri dan memisahkan sambungan jambatan. Mengambil langkah yang perlu untuk membetulkan jambatan pateri adalah penting untuk mencegah masalah selanjutnya dan memastikan kebolehpercayaan produk siap.

4. Penyelesaian Berkesan untuk SMT PCB Solder Bridging:

A. Penyahmaterian manual: Untuk jambatan pateri yang lebih kecil, penyingkiran pateri secara manual ialah penyelesaian yang berkesan, menggunakan besi pematerian hujung halus di bawah kaca pembesar untuk mengakses dan mengeluarkan jambatan pateri.Teknologi ini memerlukan pengendalian yang teliti untuk mengelakkan kerosakan pada komponen atau kawasan konduktif di sekeliling. Untuk menanggalkan jambatan pateri, panaskan hujung seterika pematerian dan sapukannya dengan berhati-hati pada lebihan pateri, cairkannya dan alihkannya dari jalan. Adalah penting untuk memastikan bahawa hujung besi pematerian tidak bersentuhan dengan komponen atau kawasan lain untuk mengelakkan kerosakan. Kaedah ini berfungsi paling baik di mana jambatan pateri boleh dilihat dan boleh diakses, dan penjagaan mesti diambil untuk membuat pergerakan yang tepat dan terkawal.

B. Gunakan besi pematerian dan wayar pateri untuk kerja semula: Kerja semula menggunakan besi pematerian dan dawai pateri (juga dikenali sebagai jalinan pematrian) ialah satu lagi penyelesaian yang berkesan untuk menanggalkan jambatan pateri.Sumbu pateri diperbuat daripada dawai kuprum nipis yang disalut dengan fluks untuk membantu dalam proses pematrian. Untuk menggunakan teknik ini, sumbu pateri diletakkan di atas pateri berlebihan dan haba besi pematerian digunakan pada sumbu pateri. Haba mencairkan pateri dan sumbu menyerap pateri cair, dengan itu mengeluarkannya. Kaedah ini memerlukan kemahiran dan ketepatan untuk mengelakkan kerosakan komponen halus, dan seseorang mesti memastikan liputan teras pateri yang mencukupi pada jambatan pateri. Proses ini mungkin perlu diulang beberapa kali untuk mengeluarkan sepenuhnya pateri.

C. Pengesanan dan penyingkiran jambatan pateri automatik: Sistem pemeriksaan lanjutan yang dilengkapi dengan teknologi penglihatan mesin boleh mengenal pasti jambatan pateri dengan cepat dan memudahkan penyingkirannya melalui pemanasan laser atau teknologi jet udara setempat.Penyelesaian automatik ini memberikan ketepatan dan kecekapan yang tinggi dalam mengesan dan menanggalkan jambatan pateri. Sistem penglihatan mesin menggunakan kamera dan algoritma pemprosesan imej untuk menganalisis kualiti sambungan pateri dan mengesan sebarang anomali, termasuk jambatan pateri. Setelah dikenal pasti, sistem boleh mencetuskan pelbagai mod intervensi. Satu kaedah sedemikian ialah pemanasan laser setempat, di mana laser digunakan untuk memanaskan dan mencairkan jambatan pateri secara selektif supaya ia boleh dikeluarkan dengan mudah. Kaedah lain melibatkan penggunaan pancutan udara pekat yang menggunakan aliran udara terkawal untuk membuang lebihan pateri tanpa menjejaskan komponen sekeliling. Sistem automatik ini menjimatkan masa dan usaha sambil memastikan hasil yang konsisten dan boleh dipercayai.

D. Gunakan pematerian gelombang terpilih: Pemterian gelombang terpilih ialah kaedah pencegahan yang mengurangkan risiko jambatan pateri semasa pematerian.Tidak seperti pematerian gelombang tradisional, yang merendam seluruh PCB dalam gelombang pateri lebur, pematerian gelombang terpilih hanya menggunakan pateri lebur ke kawasan tertentu, memintas dengan mudah merapatkan komponen atau kawasan konduktif. Teknologi ini dicapai dengan menggunakan muncung terkawal tepat atau gelombang kimpalan alih yang menyasarkan kawasan kimpalan yang dikehendaki. Dengan menggunakan pateri secara terpilih, risiko penyebaran dan penjembatan pateri yang berlebihan dapat dikurangkan dengan ketara. Pematerian gelombang terpilih amat berkesan pada PCB dengan susun atur yang kompleks atau komponen berketumpatan tinggi di mana risiko penyambungan pateri lebih tinggi. Ia memberikan kawalan dan ketepatan yang lebih besar semasa proses kimpalan, meminimumkan kemungkinan jambatan pateri berlaku.

Secara ringkasnya, Jambatan pateri SMT ialah cabaran penting yang boleh memberi kesan kepada proses pembuatan dan kualiti produk dalam pengeluaran elektronik. Walau bagaimanapun, dengan memahami punca dan mengambil langkah pencegahan, pengeluar boleh mengurangkan dengan ketara kejadian penyambungan pateri. Mengoptimumkan reka bentuk stensil adalah penting kerana ia memastikan pemendapan tampal pateri yang betul dan mengurangkan kemungkinan tampal pateri berlebihan menyebabkan penyambungan. Selain itu, mengawal kelantangan tampal pateri dan parameter pengaliran semula seperti suhu dan masa boleh membantu mencapai pembentukan sendi pateri yang optimum dan mengelakkan penyambungan. Memastikan permukaan PCB bersih adalah penting untuk mengelakkan penyambungan pateri, jadi adalah penting untuk memastikan pembersihan dan penyingkiran yang betul dari sebarang bahan cemar atau sisa daripada papan. Prosedur pemeriksaan selepas kimpalan, seperti pemeriksaan visual atau sistem automatik, boleh mengesan kehadiran mana-mana jambatan pateri dan memudahkan kerja semula tepat pada masanya untuk menyelesaikan isu ini. Dengan melaksanakan langkah pencegahan ini dan membangunkan penyelesaian yang berkesan, pengeluar elektronik boleh meminimumkan risiko penyambungan pateri SMT dan memastikan pengeluaran peranti elektronik berkualiti tinggi yang boleh dipercayai. Sistem kawalan kualiti yang kukuh dan usaha penambahbaikan berterusan juga penting untuk memantau dan menyelesaikan sebarang isu penyambungan pateri yang berulang. Dengan mengambil langkah yang betul, pengeluar boleh meningkatkan kecekapan pengeluaran, mengurangkan kos yang berkaitan dengan kerja semula dan pembaikan, dan akhirnya menyampaikan produk yang memenuhi atau melebihi jangkaan pelanggan.