Problemas de soldadura de la placa de circuito

Cualquier producto electrónico, desde un rectificador compuesto por varias piezas hasta un sistema informático compuesto por miles de piezas, está compuesto por componentes y funciones electrónicos básicos, según el principio de funcionamiento del circuito, conectados. mediante determinados métodos técnicos. Aunque existen muchos métodos de conexión (por ejemplo, envoltura, engarzado, unión, etc.), el método más utilizado es la soldadura.

1. Herramientas de soldadura manual

(1) Soldador eléctrico

(2) Marco de hierro cromado

Figura 1

2. Condiciones de soldadura

Para mejorar la calidad de la soldadura, se debe prestar atención a las condiciones de soldadura del estaño.

1. Las piezas soldadas deben ser soldables.

2. La superficie del metal de soldadura debe mantenerse limpia.

3. Utilizar fundente adecuado.

4. Tener una temperatura de soldadura adecuada.

5. Disponer de un tiempo de soldadura adecuado.

Sección 2 Soldadura y fundente

1. Materiales para soldar

Cualquier metal o aleación utilizado para fusionar dos o más superficies metálicas en una. Ambas se denominan soldadura. La soldadura mencionada aquí es sólo para la soldadura utilizada durante la soldadura.

Materiales de soldadura de uso común:

1. Alambre de soldadura tubular

2. Soldadura antioxidante

3.

4. Soldadura en pasta

2.

Durante el proceso de soldadura, el metal se calienta para producir una fina película de óxido, lo que dificulta la penetración de la soldadura, afecta la formación de aleaciones en las uniones de soldadura y es propenso a falsas soldaduras y soldaduras falsas. El uso de fundente puede mejorar el rendimiento de la soldadura. El fundente incluye colofonia, solución de colofonia, pasta de soldadura y aceite de soldadura, que se pueden seleccionar razonablemente según los diferentes objetos de soldadura. La pasta de soldar y el aceite son corrosivos y no deben usarse para soldar componentes electrónicos ni placas de circuito. Después de soldar, se deben limpiar los restos de pasta de soldadura y aceite. La colofonia se debe utilizar como fundente al estañar componentes. Si la PCB se ha recubierto con una solución de colofonia, no es necesario utilizar fundente para soldar componentes.

Sección 3 Precauciones para la soldadura manual

La tecnología de soldadura manual es una habilidad básica, es decir, en el caso de la producción en masa, la soldadura manual también debe utilizarse para mantenimiento y reparación. Por eso debes estudiar y practicar para dominarlo. Los aspectos a tener en cuenta son los siguientes:

1. Sostener el ferrocromo en la mano y dominar la postura operativa correcta puede garantizar la salud física y mental del operador y reducir las lesiones laborales. Para reducir el daño de las sustancias químicas emitidas por el fundente durante el calentamiento y reducir la inhalación de gases nocivos, en general, la distancia desde el soldador hasta la punta no es inferior a 20 cm, normalmente 30 cm.

Existen tres formas de sujetar el soldador, como se muestra en la Figura 2.

La Figura 2 muestra la tecnología del soldador portátil.

El método de agarre inverso es estable y menos propenso a la fatiga durante el funcionamiento a largo plazo, y es adecuado para el funcionamiento de soldadores de alta potencia; el método de agarre delantero es adecuado para el funcionamiento de potencia media; soldadores o soldadores eléctricos con codos generalmente la soldadura se realiza en la mesa de operaciones. Cuando se sueldan piezas como tableros impresos, a menudo se utiliza el método de sujeción por bolígrafo.

2. Generalmente hay dos formas de fijar el alambre de soldadura, como se muestra en la Figura 3. Debido a que el alambre de soldadura contiene una cierta proporción de plomo, que es un metal pesado que es dañino para el cuerpo humano, debe usar guantes durante la operación o lavarse las manos después de la operación para evitar la ingestión accidental de polvo de plomo.

Figura 3 Cómo fijar el cable de soldadura

3. Después de usar el soldador, debe insertarse de forma segura en el soporte del soldador. Tenga cuidado de no dejar cables ni otros residuos. Toque el cabezal de soldadura para evitar quemaduras en los cables, lo que provocará fugas y otros accidentes.

Sección 4 Pasos básicos de la soldadura manual

Solo dominando la temperatura del soldador y el tiempo de soldadura, y eligiendo la posición de contacto adecuada entre el cabezal de soldadura y la junta de soldadura, ¿Podemos obtener buenos resultados de soldadura? El proceso correcto de operación de soldadura manual se puede dividir en cinco pasos, como se muestra en la figura.

Figura 4 pasos de soldadura manual

1. Pasos operativos básicos

(1) Paso 1: Preparación para soldar (Figura (a))

Sostenga el alambre de soldadura en su mano izquierda y el soldador en su mano derecha para ingresar al estado de preparación de soldadura. Es necesario mantener el cabezal de soldadura limpio, libre de óxidos como escoria de soldadura y recubierto con una capa de soldadura en la superficie.

(2) Paso 2: Calentar la pieza soldada (Figura (b))

Coloque el cabezal de soldadura contra la conexión de las dos piezas soldadas y caliente toda la pieza soldada durante aproximadamente 1 a 2 segundos. Al soldar componentes en una placa de circuito impreso, se debe tener cuidado de que el cabezal de soldadura entre en contacto con dos objetos a soldar al mismo tiempo. Por ejemplo, en la Figura (b), los cables y terminales, los cables de los componentes y las almohadillas deben calentarse uniformemente al mismo tiempo.

(3) Paso 3: Alimente el alambre de soldadura (Figura (c))

Cuando la superficie de soldadura de la pieza soldada se calienta a una temperatura determinada, el alambre de soldadura hace contacto con la pieza soldada. desde el lado opuesto del soldador. Nota: ¡No alimente el alambre de soldadura al cabezal de soldadura!

(4) Paso 4: Retire el alambre de soldadura (Figura (d))

Cuando el alambre de soldadura se derrita hasta una cierta cantidad, mueva inmediatamente el alambre de soldadura 45 grados hacia la izquierda. .

5. Paso 5: Retire el soldador (Figura (e))

Después de que la soldadura penetre en la parte de soldadura de la almohadilla y la pieza soldada, mueva el soldador 45 grados. hacia la derecha para finalizar la soldadura. El tiempo desde el tercer paso hasta el final del quinto paso también es de 1 a 2 segundos.

2. Método de operación de soldadura de tres pasos

Para soldar piezas con pequeña capacidad calorífica, como la conexión de cables delgados en placas de circuito impreso, se puede simplificar a tres. operación por pasos.

1. Preparación: Igual que el paso 1 anterior;

2. Alimentación del alambre calefactor: Después de colocar el cabezal de soldadura sobre la pieza soldada, coloque el alambre de soldadura.

3. Retire el alambre y el soldador: cuando la soldadura se infiltre y se extienda hasta el rango esperado en la superficie de soldadura, retire inmediatamente el alambre de soldadura y el soldador. Tenga en cuenta que el tiempo para retirar el alambre de soldadura no puede ser suficiente. retrasarse en el tiempo para retirar el soldador.

Para soldaduras con baja absorción de calor, todo el proceso sólo toma de 2 a 4 segundos. El control del ritmo de cada paso, la comprensión precisa de la secuencia y la hábil coordinación de los movimientos requieren mucha práctica. y atención cuidadosa. Problemas que sólo pueden resolverse mediante la comprensión. Alguien ha llegado a la conclusión de que en el método de operación de cinco pasos, el tiempo debe controlarse en unos pocos segundos: cuente uno o dos después de que el soldador toque la junta de soldadura (aproximadamente 2 segundos) y cuente tres o cuatro después de alimentar el alambre de soldadura. . Retire el soldador y observe el grado de fusión del alambre de soldadura. Este método se puede utilizar como referencia, pero debido a la diferencia en la potencia del soldador y la capacidad térmica de la junta de soldadura, no existe una regla a seguir para controlar realmente la temperatura de soldadura y debe tratarse caso por caso. Imagínese, para una junta de soldadura con una gran capacidad calorífica, si se utiliza un soldador menos potente para soldar, es posible que la temperatura de calentamiento no pueda derretir la soldadura dentro del tiempo anterior, por lo que no se puede realizar la soldadura.

Sección 5: Técnicas específicas para operaciones de soldadura manual

Con el objetivo de garantizar uniones de soldadura de alta calidad, los métodos de operación de soldadura específicos pueden ser diferentes, pero los siguientes se resumen por predecesores: El método no puede ser ignorado por los principiantes.

1. Mantenga limpio el cabezal de soldadura.

Durante la soldadura, el cabezal de soldadura está a alta temperatura durante mucho tiempo y entra en contacto con sustancias débilmente ácidas como el fundente. Su superficie se oxida y corroe fácilmente y se contamina con una capa de impurezas negras. . Estas impurezas forman una capa de aislamiento térmico que dificulta la conducción de calor entre el cabezal de soldadura y la pieza soldada. Por lo tanto, debe prestar atención a limpiar el cabezal de soldadura con un paño húmedo o una esponja de fibra de madera mojada en cualquier momento. Para cabezales de soldadura comunes, cuando la contaminación por corrosión es grave, se puede utilizar una lima para eliminar la capa de óxido de la superficie. Para cabezales de soldadura de larga duración, no se debe utilizar este método.

2. Aumenta el área de contacto y acelera la transferencia de calor.

Al calentar, todas las partes de la pieza soldada que deben sumergirse en soldadura deben calentarse uniformemente, en lugar de calentar solo una parte de la pieza soldada. No es necesario utilizar un soldador para aumentar la presión. en la soldadura para evitar daños o peligros ocultos sutiles. Algunos principiantes utilizan el cabezal de soldadura para aplicar presión sobre la superficie de soldadura en un intento de acelerar la soldadura. Esto está mal. El enfoque correcto es elegir diferentes cabezales de soldadura según la forma de la pieza soldada, o modificar el cabezal de soldadura usted mismo para que el contacto entre el cabezal de soldadura y la pieza soldada no sea un punto o una línea, sino una superficie. Esto puede mejorar enormemente la eficiencia de la transferencia de calor.

3. El calentamiento depende del puente de soldadura

En operaciones fuera de la línea de ensamblaje, las formas de las uniones de soldadura son diversas, por lo que es imposible reemplazar el cabezal de soldadura con frecuencia. Para mejorar la eficiencia del calentamiento, se requiere un puente de soldadura para la transferencia de calor. El llamado puente de soldadura sirve para retener una pequeña cantidad de soldadura en el cabezal de soldadura como puente para la transferencia de calor entre el cabezal de soldadura y la pieza soldada durante el calentamiento. Dado que la conductividad térmica del metal fundido es mucho mayor que la del aire, la pieza soldada se calienta rápidamente hasta la temperatura de soldadura.

Cabe señalar que la cantidad de estaño utilizado como puente de soldadura no debe mantenerse demasiado, no solo porque la soldadura que se deja en el cabezal de soldadura durante mucho tiempo está sobrecalentada, sino que también la calidad ha disminuido y También puede provocar accidentalmente un cortocircuito entre las uniones soldadas.

4. Preste atención a la evacuación del soldador.

El soldador debe evacuarse a tiempo. El ángulo y la dirección de la evacuación están relacionados con la formación de juntas de soldadura. La figura muestra el efecto de diferentes direcciones de aspiración del soldador sobre el contenido de estaño de las uniones soldadas.

Figura 5 La relación entre la dirección de extracción del soldador y el contenido de estaño de la unión de soldadura

5. No mueva la soldadura antes de que se solidifique.

No mueva ni vibre la pieza soldada, especialmente cuando la sujete con pinzas. No retire las pinzas antes de que la soldadura se solidifique, de lo contrario, la estructura de la unión de soldadura se aflojará o se debilitará fácilmente.

6. La cantidad de soldadura debe ser moderada.

El alambre de soldadura tubular, típicamente utilizado para soldadura manual, contiene un fundente hecho de colofonia y activador. Los diámetros del alambre de soldadura incluyen 0,5, 0,8, 1,0,..., 5,0 mm y otras especificaciones, que deben seleccionarse de acuerdo con el tamaño del punto de soldadura. Generalmente, el diámetro del alambre de unión debe ser ligeramente menor que el diámetro de la almohadilla.

Como se muestra en la figura, demasiada soldadura no solo consumirá la soldadura innecesariamente, sino que también aumentará el tiempo de soldadura y reducirá la velocidad de trabajo. Lo que es más grave es que demasiada soldadura puede provocar fácilmente un fallo de cortocircuito que es difícil de detectar. Muy poca soldadura para formar una unión fuerte también es una desventaja. Especialmente al soldar los cables de una placa de circuito impreso, una soldadura insuficiente puede provocar que los cables se caigan fácilmente.

Figura 6: Control del contenido de estaño en uniones soldadas

7. La cantidad de fundente debe ser moderada.

Un fundente adecuado es muy beneficioso para la soldadura. El uso excesivo de fundente de colofonia conducirá inevitablemente a la necesidad de limpiar el exceso de fundente después de soldar, prolongará el tiempo de calentamiento y reducirá la eficiencia del trabajo. Cuando el tiempo de calentamiento es insuficiente, se forman fácilmente defectos de "inclusión de escoria". Al soldar interruptores y conectores, puede fluir fácilmente demasiado flujo hacia los contactos, provocando un contacto deficiente. La cantidad adecuada de soldadura debe ser tal que el agua de colofonia solo pueda mojar el área donde se formará la unión de soldadura y no fluya a través de los orificios pasantes de la placa impresa. La soldadura con alambre con núcleo de colofonia básicamente no requiere fundente. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de PCB rocían perfume de colofonia antes de salir de fábrica, por lo que no es necesario agregar fundente.

8. No utilice el cabezal de soldadura como herramienta para transportar soldadura.

Algunas personas están acostumbradas a soldar en la superficie de soldadura, lo que provoca que la soldadura se oxide. Debido a que la temperatura de la punta del soldador generalmente es superior a 300 °C, el fundente en el alambre de soldadura es fácil de descomponer y fallar a altas temperaturas, y la soldadura también se encuentra en un estado sobrecalentado y de baja calidad. Es particularmente importante señalar que en algunos libros y publicaciones periódicas antiguas también se introduce el método de transporte de soldadura mediante el cabezal de soldadura, y los lectores deben prestar atención para identificarlo.

Sección 6 Calidad e inspección de uniones soldadas

Los requisitos de calidad de las uniones soldadas deben incluir un buen contacto eléctrico, una unión mecánica sólida y una apariencia estética. Lo más importante para garantizar la calidad de las uniones soldadas es evitar soldaduras falsas.

1. Causas y peligros de la soldadura falsa

La soldadura fresca se debe principalmente a los óxidos y la suciedad en la superficie del metal a soldar, lo que pone las uniones de soldadura en una conexión. estado con resistencia de contacto, lo que provoca que el funcionamiento anormal del circuito, las conexiones inestables y el aumento irregular del ruido traen grandes peligros ocultos para la depuración, el uso y el mantenimiento del circuito. Además, algunas uniones de soldadura virtuales permanecen en buen contacto durante mucho tiempo después de que el circuito comienza a funcionar y no se descubren fácilmente. Sin embargo, bajo la influencia de condiciones ambientales como temperatura, humedad, vibración, etc., la superficie de contacto se oxida gradualmente y el contacto se vuelve incompleto. La resistencia de contacto de las uniones de soldadura virtuales provocará un calentamiento local y el aumento de la temperatura local empeorará aún más el contacto incompleto de las uniones de soldadura. Al final, las uniones de soldadura incluso se caerán y el circuito no funcionará correctamente. todo. Este proceso puede durar a veces uno o dos años y su principio se explica con el concepto de "batería primaria": cuando se humedece la unión soldada, las moléculas de agua disuelven los óxidos metálicos y la suciedad para formar un electrolito, y el cobre, el plomo. y estaño en ambos lados de la junta de soldadura virtual La soldadura equivale a los dos electrodos de una batería primaria. La soldadura de plomo-estaño pierde electrones y se oxida, mientras que el material de cobre gana electrones y se reduce. En dicha estructura de celda primaria, la corrosión del metal ocurre en la unión de soldadura virtual, el aumento de temperatura local intensifica la reacción química y la vibración mecánica hace que la brecha entre los dos se expanda hasta que finalmente se forma un círculo vicioso un circuito abierto en la unión de soldadura virtual.

Según las estadísticas, casi la mitad de los fallos de los productos electrónicos se deben a una mala soldadura.

Sin embargo, no es fácil encontrar la junta de soldadura virtual que causa la falla en un dispositivo electrónico con miles de juntas de soldadura. Por lo tanto, la soldadura falsa es un peligro oculto importante para la confiabilidad del circuito y debe evitarse estrictamente. Preste especial atención a las operaciones de soldadura manual.

En términos generales, las principales razones de la soldadura falsa son: mala calidad de la soldadura; mala reducibilidad o flujo insuficiente; la superficie de la pieza de soldadura no se limpia de antemano y el estañado no es fuerte; el cabezal de soldadura es demasiado alto o demasiado bajo, hay una capa de óxido en la superficie; el tiempo de soldadura no está bien controlado, es demasiado largo o demasiado corto cuando la soldadura no se solidifica durante el proceso de soldadura, los componentes soldados están perder.

2. Requisitos para uniones de soldadura

1. Conexión eléctrica confiable

2. Resistencia mecánica suficiente

3. /p>

3. Formación y apariencia típicas de las juntas de soldadura

En placas de circuito impreso de una y dos caras (multicapa), la formación de las juntas de soldadura es diferente: como se muestra en la imagen. figura, en un solo panel, las uniones de soldadura solo se forman por encima de las almohadillas en el lado de soldadura, sin embargo, en tableros de doble cara o multicapa, la soldadura fundida no solo penetra por encima de las almohadillas, sino que también penetra en los orificios metalizados; debido a la acción capilar. Como se muestra en la figura, el área donde se forma la unión de soldadura incluye encima de la almohadilla en la superficie de soldadura, dentro del orificio metalizado y en la porción de la almohadilla en la superficie del componente.

Figura 7 Formación de uniones de soldadura Figura 4-10 Apariencia de uniones de soldadura típicas

Consulte esta figura para observar una unión de soldadura típica desde el exterior. Los requisitos son los siguientes:

1. La forma es aproximadamente cónica, con una superficie ligeramente cóncava y forma de pendiente de desbordamiento con el alambre de soldadura como centro, se despliega simétricamente en forma de faldón. La superficie de la unión soldada débil a menudo sobresale hacia afuera y puede identificarse.

2. En las uniones de soldadura, la superficie de conexión de la soldadura es cóncava y tiene una transición natural. La conexión entre la soldadura y la soldadura es suave y el ángulo de contacto es lo más pequeño posible.

3. La superficie es lisa y tiene brillo metálico.

Sin grietas, poros ni inclusiones de escoria.