O que é uma junta de solda fria?
As juntas de solda frias, também conhecidas como pseudo-soldas, são uma das juntas de solda defeituosas produzidas durante o processo PCBA ou SMT. Como a junta de solda não forma bons compostos intermetálicos (IMCs), ela cria uma conexão não confiável entre os componentes da placa de circuito impresso e o substrato, o que pode levar a falhas graves na linha.
Junta de solda fria vs. junta de solda boa
Uma junta de solda fria é uma junta de solda defeituosa que resulta da aplicação inadequada de calor ou do uso de técnicas de soldagem incorretas. Em contrapartida, uma junta de solda boa ou ideal é uma conexão forte e durável, livre de defeitos.
Aqui estão alguns exemplos de soldagem fria e boa:
Sintomas de solda fria
- articulação opaca ou granulosa
- junta irregular ou com protuberâncias
- conexão fraca ou frágil
- rachaduras circulares
- ponto de solda saliente
- junta côncava
Boas características da junta de solda
- junta em forma de cone
- forma de vulcão
- solda brilhante
- 45 ℃ inclinação abrupta
O que causa juntas de solda frias?
Existem vários fatores que podem levar a juntas de solda frias. Abaixo estão algumas das razões mais comuns:
Pasta de solda insuficiente
No processo de impressão da pasta de solda, a abertura do estêncil é muito pequena ou a pressão do raspador é muito baixa, resultando em uma pequena quantidade de estanho. Durante a soldagem, a quantidade de pasta de solda na junta de solda é insuficiente e os componentes não podem ser completamente soldados, resultando em uma soldagem pseudo.
Má qualidade da pasta de solda
A pasta de solda pode ser afetada pela oxidação, o que pode prejudicar seu desempenho na soldagem e causar juntas de solda frias.
Baixo ponto de fusão da pasta de solda
As pastas de solda de baixa temperatura podem ter um ponto de fusão mais baixo. Assim, elas derreterão e escorrerão com o aumento da temperatura do componente.
Desempenho insatisfatório do fluxo
Durante o processo de montagem THT ou SMT, é necessário aplicar um revestimento de fluxo antes da soldagem por onda para remover os óxidos da superfície de soldagem do componente e dos orifícios e almofadas do soquete da placa de circuito impresso. Um desempenho inadequado do fluxo pode levar a juntas de solda frias.
Superfície de soldagem suja
Na produção de produtos eletrônicos, os componentes eletrônicos passam por vários processos, como a tecnologia de furos passantes (THT) e a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Durante esses processos, é inevitável que poeira, óleo ou resíduos metálicos contaminem os componentes, o que pode causar diretamente juntas de solda frias.
Temperatura incorreta do ferro de solda
Se a temperatura estiver muito baixa, a pasta de solda não se fundirá adequadamente com a almofada e ficará granulosa. Se a temperatura estiver muito alta, a solda fluirá e acelerará a taxa de oxidação de sua superfície, e a pasta de solda nesse momento ficará parecida com uma conta. Tudo isso pode causar pseudo-soldagem ou não soldagem. Temperatura recomendada: solda eutética de estanho-chumbo: 215 °C; solda sem chumbo: 240 °C
Tempo de soldagem incorreto
Os iniciantes podem soldar antes que o estanho solidifique e, em seguida, remover a pinça que segura o componente, fazendo com que os pinos do componente fiquem soldados. Com medo de queimar os componentes, o ferro de solda elétrico foi rapidamente removido e, como resultado, o tempo de soldagem não foi suficiente para derreter o estanho na junta de solda.
Oxidação dos pinos dos componentes
A oxidação das almofadas de solda e dos terminais dos componentes pode afetar suas propriedades de umectação da superfície, o que, por sua vez, pode afetar a qualidade da soldagem. Se houver oxidação excessiva na superfície da almofada de solda ou do terminal do componente, a solda não poderá umectá-los de maneira eficaz, o que pode resultar em juntas de solda fracas ou inexistentes (soldagem fria). Além disso, os óxidos podem resultar em pequenas bolsas de ar na superfície da junta de solda, o que pode fazer com que a junta se solte durante o uso.
Distorção do pino do componente
Os dispositivos SMD com espaçamento fino entre os pinos, como os pacotes QFP e SOP, são mais suscetíveis a danos e deformações nos pinos. Isso pode resultar em coplanaridade reduzida e alguns pinos não se fixando firmemente ao pad, levando a uma pseudo-solda.
Design inadequado da almofada
Existem orifícios passantes nas almofadas, o que pode causar perda e falta de solda;
o espaçamento entre as almofadas é muito pequeno, as juntas de solda são muito densas e as almofadas dos componentes são muito grandes;
o tamanho da almofada não corresponde ao tamanho do pino do componente.
Como detectar e corrigir juntas de solda frias?
Aqui estão 5 maneiras de detectar e testar as juntas de solda frias na sua placa de circuito:
Verificação visual
Às vezes, é fácil detectar a pseudo soldagem por meio de inspeção visual. Basta nos concentrarmos nos componentes grandes, nos componentes que produzem muito calor e nos pinos desconectados dos componentes.
Lente de aumento
Use uma lente de aumento com alta ampliação para verificar cuidadosamente a parte inferior da placa de circuito, especialmente para verificar os componentes com alta potência e grande geração de calor, como resistores de alta potência, reguladores de tensão de três terminais, transistores, chips, pinos de alimentação do bloco integrado e pinos de saída do bloco de campo, saída da bobina de deflexão da cabeça da pilha, etc. A maioria das falhas pode ser resolvida por soldagem de reparo.
Agitando os componentes
Depois de determinar a área onde a junta de solda fria pode aparecer, sacuda os componentes de baixa tensão um por um com a mão ou com uma câmera para sentir se os componentes estão soltos, o que deve sacudir principalmente os componentes relativamente grandes.
Vibrando a placa
Você também pode usar esse método de bater na placa de circuito com uma chave de fenda para determinar a posição da junta de solda fria. No entanto, ao usar esse método, você deve tomar cuidado. E certifique-se de que o equipamento esteja protegido.
Verificar com um multímetro
Siga estas etapas para verificar as juntas de solda frias usando um multímetro:
- Gire o multímetro para a configuração de continuidade.
- Toque as sondas do multímetro em cada lado da junta de solda. Se o multímetro emitir um bipe, a junta está boa. Se não emitir um bipe, passe para a próxima etapa.
- Toque na junta de solda com a ponta do ferro de solda para refluir a solda.
- Aguarde alguns segundos para que a junta esfrie e, em seguida, toque as sondas do multímetro na junta novamente. Se o multímetro emitir um bipe, a junta está boa. Se não emitir um bipe, a junta provavelmente é uma junta de solda fria.
Se você encontrar uma junta de solda fria, será necessário refazê-la. Use um ferro de solda para reaquecer a junta e adicione mais solda para garantir o fluxo e a conexão adequados. Depois que a junta for refeita, teste-a novamente com o multímetro para garantir que esteja boa.
Como evitar juntas de solda frias?
Use solda suficiente
Usar solda suficiente é fundamental para evitar juntas de solda frias. As juntas de solda frias ocorrem quando não há solda suficiente aplicada na junta ou quando a solda não flui adequadamente. No entanto, usar solda em excesso também pode causar problemas, como uma "bolha" de solda que pode causar curto-circuito em outros componentes.
Ferro de solda limpo
A ponta do ferro de solda elétrico é propensa à oxidação devido à alta temperatura. Isso pode causar má condutividade térmica e resultados ruins na soldagem. Portanto, você pode usar um pano úmido ou uma esponja molhada para limpar a ponta do ferro de solda.
Soldagem sem chumbo
Use solda sem chumbo de alta qualidade para garantir um bom fluxo e ponto de fusão.
Sem poluição
Limpe as superfícies a serem soldadas com uma escova de aço ou lixa para remover qualquer oxidação ou contaminação.
Controle a temperatura
Escolha a temperatura certa para o ferro de soldar. Em geral, a temperatura de soldagem deve ser pelo menos 15 °C superior ao ponto de fusão da liga de solda.
Tempo de controle
Certifique-se de que o tempo é suficiente para que o ferro de soldar derreta a solda. Com pouco tempo, isso causará uma umectação insuficiente do fluxo e uma junta seca. Com muito tempo, a superfície da junta soldada pode oxidar.
Conclusão
As juntas de solda frias são um dos problemas mais comuns na fabricação de produtos eletrônicos e podem ser difíceis de detectar e corrigir. No entanto, com as ferramentas e técnicas certas, elas podem ser corrigidas de forma rápida e fácil. Seguindo as dicas e truques descritos neste artigo, você poderá corrigir qualquer junta de solda fria e colocar suas placas de circuito impresso (PCBs) de volta em funcionamento.
Também abordamos algumas práticas recomendadas para soldagem em geral, bem como sugestões de solução de problemas para situações específicas, caso você se depare novamente com juntas de solda frias.
