Apa itu Sambungan Solder Dingin?
Sambungan solder dingin, yang juga dikenal sebagai pseudo soldering, merupakan salah satu jenis sambungan solder yang buruk yang terbentuk selama proses PCBA atau SMT. Karena sambungan solder tersebut tidak membentuk senyawa intermetalik (IMC) yang baik, hal ini menyebabkan koneksi yang tidak andal antara komponen PCB dan substrat, yang dapat mengakibatkan kegagalan sistem yang serius.
Sambungan Solder yang Buruk vs Sambungan Solder yang Baik
Sambungan solder yang tidak sempurna adalah sambungan solder yang cacat akibat penerapan panas yang tidak tepat atau penggunaan teknik penyolderan yang salah. Sebaliknya, sambungan solder yang baik atau ideal adalah sambungan yang kuat dan tahan lama serta bebas dari cacat.
Berikut adalah beberapa contoh sambungan solder yang buruk dan yang baik:
Gejala Sambungan Solder yang Tidak Sempurna
- sendi yang kusam atau kasar
- sambungan yang bergelombang atau berbentuk gumpalan
- sambungan yang lemah atau rapuh
- retakan melingkar
- titik solder yang menonjol
- sambungan berbentuk cekung
Ciri-ciri sambungan solder yang baik
- sambungan fillet berbentuk kerucut
- bentuk gunung berapi
- solder berkilau
- kemiringan tajam 45 ℃
Apa Penyebab Sambungan Solder yang Tidak Menempel?
Ada sejumlah faktor yang dapat menyebabkan sambungan solder yang tidak menyatu. Berikut ini adalah beberapa penyebab umum:
Pasta solder tidak cukup
Dalam proses pencetakan pasta solder, lubang stensil terlalu kecil atau tekanan pengikis terlalu lemah, sehingga menghasilkan jumlah timah yang sedikit. Saat proses penyolderan, jumlah pasta solder di sambungan solder tidak mencukupi dan komponen tidak dapat disolder sepenuhnya, sehingga menyebabkan penyolderan semu.
Kualitas pasta solder yang buruk
Pasta solder dapat terpengaruh oleh oksidasi, yang dapat memengaruhi kinerja penyolderannya dan menyebabkan sambungan solder yang tidak menyatu.
Titik leleh pasta solder yang rendah
Pasta solder suhu rendah memiliki titik leleh yang lebih rendah. Oleh karena itu, pasta tersebut akan meleleh dan terlepas seiring dengan meningkatnya suhu komponen.
Kinerja fluks yang buruk
Selama proses perakitan THT atau SMT, pelapisan fluks diperlukan sebelum proses penyolderan gelombang untuk menghilangkan oksida pada permukaan solder komponen serta lubang soket dan pad PCB. Kinerja fluks yang buruk dapat menyebabkan sambungan solder yang tidak menyatu.
Permukaan penyolderan yang kotor
Dalam proses produksi produk elektronik, komponen elektronik melewati berbagai tahapan seperti teknologi lubang tembus (THT) dan teknologi pemasangan permukaan (SMT). Selama proses tersebut, tidak dapat dihindari bahwa debu, minyak, atau residu logam dapat mencemari komponen, yang dapat secara langsung menyebabkan sambungan solder yang lemah.
Suhu solder yang tidak tepat
Jika suhu terlalu rendah, pasta solder tidak akan menyatu dengan baik pada pad, dan tekstur pasta solder akan menjadi kasar. Jika suhu terlalu tinggi, solder akan mengalir dan mempercepat laju oksidasi permukaannya, serta pasta solder pada saat itu akan berbentuk seperti butiran. Semua hal tersebut dapat menyebabkan penyolderan palsu atau kegagalan penyolderan. Suhu yang direkomendasikan: pasta timah-timbal eutektik: 215°C; pasta timah bebas timbal: 240°C
Waktu penyolderan yang tidak tepat
Para pemula mungkin melakukan penyolderan sebelum timah mengeras, lalu melepaskan pinset yang memegang komponen tersebut, sehingga kaki-kaki komponen ikut tersolder. Karena takut komponen terbakar, solder listrik segera ditarik, dan akibatnya, waktu penyolderan tidak cukup untuk melelehkan timah pada sambungan solder.
Oksidasi pin komponen
Oksidasi pada pad solder dan kaki komponen dapat memengaruhi sifat basah permukaannya, yang pada gilirannya dapat memengaruhi kualitas penyolderan. Jika terjadi oksidasi yang berlebihan pada permukaan pad solder atau kaki komponen, timah solder tidak dapat membasahi permukaan tersebut secara efektif, sehingga dapat menyebabkan sambungan solder menjadi lemah atau bahkan tidak terbentuk sama sekali (cold soldering). Selain itu, oksida dapat menyebabkan kantong udara kecil pada permukaan sambungan solder, yang dapat menyebabkan sambungan tersebut longgar saat digunakan.
Distorsi pin komponen
Komponen SMD dengan jarak antar pin yang sempit, seperti kemasan QFP dan SOP, lebih rentan terhadap kerusakan dan deformasi pin. Hal ini dapat menyebabkan penurunan keselarasan permukaan dan beberapa pin tidak menempel dengan kuat pada pad, sehingga mengakibatkan penyolderan semu.
Desain bantalan yang buruk
Terdapat lubang tembus pada pad, yang dapat menyebabkan hilangnya timah solder dan korsleting;
Jarak antar pad terlalu sempit, sambungan solder terlalu padat, dan ukuran pad komponen terlalu besar;
ukuran pad tidak sesuai dengan ukuran pin komponen.
Bagaimana Cara Mendeteksi dan Memperbaiki Sambungan Solder yang Lemah?
Berikut adalah 5 cara untuk mendeteksi dan menguji sambungan solder yang longgar pada papan sirkuit Anda:
Pemeriksaan visual
Terkadang, penyolderan palsu dapat dengan mudah dideteksi melalui pemeriksaan visual. Kita hanya perlu memeriksa komponen-komponen berukuran besar, komponen yang menghasilkan panas tinggi, serta pin-pin komponen yang terlepas.
Lensa pembesar
Gunakan kaca pembesar dengan daya pembesaran tinggi untuk memeriksa bagian bawah papan sirkuit secara cermat, terutama komponen-komponen yang berdaya tinggi dan menghasilkan panas besar, seperti resistor berdaya tinggi, regulator tegangan tiga terminal, transistor, chip, pin daya blok terintegrasi, dan pin keluaran blok medan, serta kabel kumparan defleksi yang keluar dari kepala kumparan, dll. Sebagian besar kerusakan dapat diatasi dengan pengelasan perbaikan.
Mengocok komponen-komponen tersebut
Setelah menentukan area di mana sambungan solder yang longgar mungkin terjadi, goyangkan komponen tegangan rendah satu per satu dengan tangan atau kamera untuk memeriksa apakah komponen tersebut longgar; dalam hal ini, sebaiknya fokus pada komponen yang relatif besar.
Menggetarkan papan
Anda juga bisa menggunakan cara ini, yaitu mengetuk papan sirkuit dengan obeng, untuk menentukan letak sambungan solder yang longgar. Namun, saat menggunakan cara ini, Anda harus berhati-hati. Dan pastikan peralatan yang digunakan terlindungi.
Memeriksa dengan multimeter
Ikuti langkah-langkah berikut untuk memeriksa sambungan solder yang longgar menggunakan multimeter:
- Atur multimeter ke pengaturan kontinuitas.
- Sentuh ujung probe multimeter ke masing-masing sisi sambungan solder. Jika multimeter berbunyi bip, sambungan tersebut baik. Jika tidak berbunyi bip, lanjutkan ke langkah berikutnya.
- Sentuh sambungan solder dengan ujung besi solder untuk melelehkan kembali timah solder.
- Tunggu beberapa detik hingga sambungan mendingin, lalu sentuh probe multimeter ke sambungan tersebut lagi. Jika multimeter berbunyi bip, sambungan tersebut baik. Jika tidak berbunyi bip, sambungan tersebut kemungkinan adalah sambungan solder yang dingin.
Jika Anda menemukan sambungan solder yang dingin, Anda perlu memperbaikinya. Gunakan solder untuk memanaskan kembali sambungan tersebut dan tambahkan lebih banyak solder untuk memastikan aliran dan koneksi yang baik. Setelah sambungan diperbaiki, uji kembali dengan multimeter untuk memastikan kondisinya baik.
Bagaimana Cara Menghindari Sambungan Solder yang Tidak Menempel?
Gunakan timah las secukupnya
Penggunaan timah solder yang cukup sangat penting untuk menghindari sambungan solder yang tidak terhubung dengan baik. Sambungan solder yang tidak terhubung dengan baik terjadi ketika timah solder yang diaplikasikan pada sambungan tidak cukup atau ketika timah solder tidak mengalir dengan baik. Namun, penggunaan timah solder yang berlebihan juga dapat menimbulkan masalah, seperti gumpalan timah solder yang dapat menyebabkan korsleting pada komponen lain.
Bersihkan solder
Ujung solder listrik rentan mengalami oksidasi akibat suhu tinggi. Hal ini dapat menyebabkan konduktivitas termal yang buruk dan hasil penyolderan yang kurang memuaskan. Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan kain lembap atau spons basah untuk membersihkan ujung solder.
Pemasangan dengan timah bebas timbal
Gunakan timah las bebas timbal berkualitas tinggi untuk memastikan aliran yang baik dan titik leleh yang tepat.
Bebas polusi
Bersihkan permukaan yang akan disolder menggunakan sikat kawat atau amplas untuk menghilangkan oksidasi atau kotoran.
Atur suhu
Pilih suhu yang tepat untuk solder. Secara umum, suhu solder harus setidaknya 15°C lebih tinggi daripada titik leleh paduan solder.
Waktu pengendalian
Pastikan waktu yang diberikan cukup bagi solder untuk melelehkan timah solder. Jika waktunya terlalu singkat, hal ini akan menyebabkan fluks tidak meresap dengan baik dan sambungan menjadi kering. Jika waktunya terlalu lama, permukaan sambungan solder dapat teroksidasi.
Kesimpulan
Sambungan solder yang tidak merekat sepenuhnya merupakan salah satu masalah paling umum dalam industri manufaktur elektronik, dan seringkali sulit dideteksi serta diperbaiki. Namun, dengan alat dan teknik yang tepat, masalah ini dapat diatasi dengan cepat dan mudah. Dengan mengikuti tips dan trik yang dijelaskan dalam artikel ini, Anda seharusnya dapat memperbaiki sambungan solder yang tidak merekat sepenuhnya dan mengembalikan PCB Anda agar berfungsi kembali.
Kami juga membahas beberapa praktik terbaik dalam proses penyolderan secara umum, serta saran pemecahan masalah untuk situasi tertentu jika Anda kembali menghadapi masalah sambungan solder dingin.
