Часть VII. Дефекты пайки оплавлением – Повреждение компонентов и паяных соединений

Статья предоставлена компанией ЗАО "Предприятие ОСТЕК"
http://www.ostec-smt.ru/

Часть VII. Дефекты пайки оплавлением – Повреждение компонентов и паяных соединений

Повреждения компонентов – трещины и сколы, которые были обнаружены после процесса пайки оплавлением, могут возникать, как в результате неправильного выбора температурных профилей пайки, так и на последующих операциях, например, при разделении групповых заготовок, испытаниях на вибрацию, удар, термоциклирование. В каждом конкретном случае необходимо анализировать все возможные причины возникновения того или иного дефекта, поэтому в данном разделе представлены различные причины повреждения корпусов компонентов.

При выборе температурных профилей пайки с целью минимизации количества дефектов следует руководствоваться требованиями международного стандарта J-STD-020C «Классификация чувствительности к влажности / пайке для негерметичных твердотельных компонентов поверхностного монтажа».

Пример дефекта	Описание дефекта	Возможные причины	Методы предотвращения
	Растрескивание ЧИП-компонентов Чаще всего наблюдается с многослойными керамическими чип-конденсаторами, которые вследствие специфической многослойной структуры в большей степени склонны к возникновению трещин и сколов в процессе сборки по сравнению с другими чип-компонентами.	Высокое давление при установке компонентов на печатную плату Тепловой удар в процессе пайки Высокие механические напряжения вследствие избыточного содержания припоя на паяном соединении Деформация печатных плат в процессе пайки отсутствие поддержки снизу длинная печатная плата низкое качество базового материала Деформация печатных плат на этапе нанесения паяльной пасты и установки компонентов (повреждение чип-компонентов на нижней, собранной стороне платы) Изгиб и деформация печатных плат при разделении групповых заготовок (ручное выламывание печатных плат)	Откалибровать оборудование и/или отрегулировать давление при установке компонентов Уменьшить температуру и время пайки, снизить скорость охлаждения (не более 3 – 4-х °С/сек) Не допускать избыточного количества припоя на контактных площадках, уменьшить толщину трафарета обеспечить поддержку плат снизу при пайке отношение длинны к ширине платы не должно превышать 3 : 2 заменить поставщика печатных плат (использовать качественные диэлектрики) Обеспечить поддержку плат снизу при трафаретной печати и установке компонентов Исключить деформацию плат при разделении групповых заготовок (необходимо использовать надлежащее оборудование)
	Трещины в пластмассовых корпусах	Основные причины растрескивания пластиковых корпусов связаны с неправильным выбором режимов пайки Крупногабаритные пластиковые корпуса, например QFP и TSOP, склонны к растрескиванию в процессе пайки. Проблема связана с насыщением корпусов влагой в процессе хранения. Испарение влаги и расширение корпусов в процессе пайки приводят к образованию трещин	Проконтролировать режимы пайки (максимальную температуру и время) на соответствие спецификациям производителей электронных компонентов Обеспечить условия хранения крупногабаритных корпусов в специальных условиях предотвращающих адсорбцию корпусами влаги; провести предварительную сушку крупногабаритных корпусов перед сборкой печатных плат
	Газация танталовых конденсаторов	В процессе пайки может происходить газация танталовых конденсаторов. Влага абсорбированная в процессе хранения танталовых конденсаторов вырывается с такой силой в процессе пайки, что приводит к образованию трещин в корпусе компонента и смещению соседних компонентов (см. рис.)	Произвести сушку танталовых конденсаторов перед установкой (упаковка должна быть устойчива к температурным воздействиям Dry-Packs) Использовать танталовые конденсаторы других производителей
	Оплавление или обугливание корпусов компонентов	Пластмассовые корпуса могут оплавляться или обугливаться при высоких температурах пайки. Обычно такие корпуса имеют высокую устойчивость к высоким температурным воздействиям, тем не менее высокая температура и время пайки могу приводить к повреждению корпусов	Снизить пикувою температуру пайки Уменьшить время пайки Использовать компоненты других производителей (если дефект наблюдается только на отдельных компонентах)
	Бугристое, пористое, неровное паяное соединение серого цвета	Может быть вызвано перемещением компонента или вибрацией в процессе охлаждения припоя «Холодная пайка» является результатом низкой температуры пайки	Предотвратить вибрацию конвейера печи в процессе пайки Повысить температуру пайки до 215 – 225°С для паяльных паст на основе сплава олово-свинец и до 235 – 245°С для бессвинцовых сплавов
	Отслоение паяного соединения от контактной площадки	Возникает в результате плохой очистки поверхности контактных площадок перед сборкой Нарушение покрытия золото/никель	Обеспечить очистку печатных плат перед сборкой Проконтролировать паяемость контактных площадок, заменить поставщика печатных плат
	Трещины в паяном соединении Обычно обнаруживаются после тестирования: климатических испытаний, удар, вибрация и т.д.	Изгиб печатных плат при разделении групповых заготовок Механические напряжения при испытаниях Механические напряжения при пайке, возникающие за счет теплового расширения, на нижней ранее запаянной стороне двухстороннего печатного узла	Использовать надлежащее оборудование для разделения групповых заготовок Обеспечить конструкцию контактных площадок в соответствии с требованиями стандартов IPC-SM-782A и IPC-7351 Откорректировать температурный профиль