Часть VI. Дефекты пайки оплавлением – Перемычки и пустоты

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

Часть VI. Дефекты пайки оплавлением – Перемычки и пустоты

Пустоты в паяном соединении – это полости внутри паяного соединения, образуемые в процессе пайки. Пустоты могут быть заполнены остатками флюса. Методы обнаружения - c помощью оборудования рентгеновского контроля или методом разрушающего контроля путем снятия микрошлифа.

Если в паяном соединении содержится небольшое количество пустот малого размера, то ремонт не требуется. Считается допустимым наличие 20-25% пустот относительно площади контактных площадок. В некоторых случаях наличие небольшого количества пустот распределенных внутри паяного соединения может оказать положительное влияние на надежность паяного соединения, например, в случае образования трещин. Трещины в паяном соединении, возникающие в результате воздействия механических напряжений, могут приводить к разрушению паяных соединений, наличие небольших пустот будет способствовать предотвращению распространения трещин (см. рисунок). При анализе пустот следует учитывать размер пустот, их количество и расположение внутри паяного соединения.

Пример допустимого количества пустот в паяном соединении
 

Пример дефекта	Описание дефекта	Возможные причины	Методы предотвращения
	Пустоты в паяных соединениях (рис. вверху – микрошлиф, рис. внизу – рентгеновский снимок) Низкая механическая прочность и возможность разрушения паяных соединений	Высокая скорость предварительного нагрева Формирование пустот на стадии предварительного нагрева происходит из-за быстрого нагрева и интенсивного испарения растворителя паяльной пасты. В большинстве случаев формирование пустот сопровождается разбрызгиванием шариков припоя (см. рис.)	Обеспечить медленное повышение температур на стадии предварительного нагрева (0,5 – 1,5°С/сек)
	Пустоты в паяных соединениях при использовании бессвинцовой технологии Низкая механическая прочность и возможность разрушения паяных соединений	Бессвинцовые компоненты + паяльная паста со сплавом олово-свинец: плохая паяемость бессвинцовых компонентов при низких температурах пайки (формирование пустот происходит по контуру выводов компонентов, см. рис.) Бессвинцовые компоненты и паяльная паста: более высокая сила поверхностного натяжения припоя (затруднен выход газов при пайке)	Повысить температуру пайки Уменьшить количество паяльной пасты на контактных площадках Обеспечить медленное повышение температур на стадии предварительного нагрева (0,5 – 1,5°С/сек)
	Пустоты внутри паяных соединений BGA корпусов	Образование больших пустот в паяных соединениях BGA корпусов, как правило, происходит при большой разнице размеров контактных площадок печатных плат и на подложке корпуса BGA (см. рис). Большие пустоты в паяных соединениях BGA компонентов приводят к низкой механической прочности и разрушению паяных соединений	Обеспечить конструкцию контактных площадок в соответствии с требованиями стандарта IPC-7351 «Общие требования по конструированию контактных площадок и печатных плат с применением технологии поверхностного монтажа»
	Пустоты на поверхности контактных площадок	Газация финишного покрытия в процессе пайки (мелкие пустоты, расположенные вдоль поверхности контактных площадок)	Заменить поставщика печатных плат Откорректировать процессы изготовления печатных плат
Перемычки и мостики припоя – это образуемые припоем соединения между соседними контактными площадками не предусмотренные конструкцией печатных узлов, результатом являются короткие замыкания и электрический отказ изделия.
	Перемычки и мостики припоя между выводами компонентов	Избыточное нанесение паяльной пасты Неправильное нанесение или смещение отпечатков паяльной пасты Неточная установка компонентов, высокое давление при установке компонентов (выдавливание паяльной пасты за пределы контактных площадок Расползание (осадка) паяльной пасты Наличие различных загрязнений в результате плохой очистки трафаретов (ворсинки и волоски, которые становятся мостиками для перетекания припоя в процессе пайки) Неправильное расположение контактных площадок (очень маленькое расстояние между соседними чип-компонентами)	Проверить толщину фольги и размер апертур в трафарете (используйте рекомендации стандарта IPC-7525 «Руководство по конструированию трафаретов) Контролировать точность нанесения пасты Проконтролировать точность и качество установки компонентов Проконтролировать температуру и влажность в рабочем помещении; провести тест на растекание метод 2.4.35 стандарта IPC-TM-650 «Методы испытаний» Произвести очистку печатных плат перед сборкой; обеспечить регулярную очистку трафарета с нижней стороны Обеспечить разводку печатных плат в соответствии с требованиями стандарта IPC-7351 «Общие требования по конструированию контактных площадок и печатных плат с применением технологии поверхностного монтажа»