Vou dizer a parte tranquila em voz alta. A maioria das linhas culpa o refluxo primeiro.
Isso é errado e desperdiça dias, porque as “juntas de soldadura insuficientes” normalmente nascem mais cedo: na impressora (volume/forma) e na colocação (como a peça realmente entra na pasta), depois o refluxo apenas “fixa” o erro.
Três palavras. Iniciar na impressão.
Eis o que vejo em fábricas reais: é possível executar um belo perfil de refluxo, atingir um pico brilhante, registar todas as zonas e, ainda assim, enviar placas com juntas com falta de solda porque os depósitos eram baixos (ou manchados, ou secos, ou inconsistentes) e a peça nunca se sentou onde se pensava que estava quando o fluxo começou a funcionar.
Portanto, vamos falar como pessoas de processo. Não como pensadores desejosos.
Se pretender uma biblioteca mais vasta de padrões de defeitos e verificações, mantenha a opção Guias de processo e qualidade SMT abrir noutro separador enquanto lê.
O que significa, na prática, “juntas de soldadura insuficientes”?
A articulação parece “faminta”. Filete pequeno. Umedecimento parcial. Calcanhar fino. Um cabo de asa de gaivota que quase parece ligado até o empurrarmos e o contador gritar aberto.
E a verdade: este defeito gosta de se esconder. A AOI pode não o detetar quando a iluminação é tolerante. Os testes funcionais podem não o detetar quando a carga é ligeira. Depois, a vibração, o ciclo térmico ou o ambiente de campo do cliente fazem a inspeção final por si.
Se construir algo que se mova ou aqueça, não pode ignorar este facto.
Provas de que não se trata de uma questão teórica
Não gosto de usar as recordações como ferramentas de ensino. Mas elas são honestas. Mostram o que acontece quando as juntas de soldadura não estão corretas.
- Num registo da Parte 573 de outubro de 2023, a NHTSA documenta um problema do Ford F-150 BEV associado a um falta de junta de solda num conetor de baixa tensão para um PCBA no aquecedor eletrónico do líquido de arrefecimento da cabina; o relatório refere mesmo como uma linha secundária de baixo volume deixou passar o defeito a jusante. Isto não é “magia do refluxo”. É uma falha no controlo do processo. Relatório 23V-688 da NHTSA, Parte 573.
- Num processo de novembro de 2024, Parte 573, a NHTSA descreve os veículos Hyundai com uma câmara de visão traseira PCB produzida com juntas de soldadura insuficientes, A descrição da causa aponta para a formação de fissuras durante o fabrico e a sua progressão com a temperatura de funcionamento. Relatório NHTSA Parte 573 24V-879.
- Um documento académico-industrial de 2024 (alojado como PDF público) repete o que muitos engenheiros de EMS já sabem: a impressão da pasta de solda é responsável por uma grande parte dos problemas a jusante, afirmando que o passo de impressão é responsável por uma grande parte dos defeitos de soldadura e do tempo perdido na resolução de problemas de má impressão. Documento de otimização do processo SMT baseado em substitutos (2024 PDF). (researchsquare.com)
Agora vamos ser práticos.
O lado da pasta: como se mata acidentalmente um charro à fome
1) Imprimiu menos pasta do que pensa (subvolume clássico)
Este é o culpado mais aborrecido. Também ganha a maioria das semanas.
Razões comuns:
- Aberturas obstruídas (óxido, fluxo seco, separação da pasta, mau intervalo entre limpezas)
- Junta de vedação defeituosa entre o estêncil e o quadro (deformação, fixação deficiente, estêncil gasto, quadro dobrado)
- Pressão de impressão / velocidade / velocidade de separação incorrectas (se a pasta for mal cortada, não é libertada de forma limpa, fica presa na abertura)
- Colar na condição errada (demasiado frio, demasiado quente, demasiado seco, demasiado trabalhado, caducado, não amassado/misturado de forma consistente)
Se ainda não tem esta tendência, comece. Utilizar o SPI.
Se precisar do lado do hardware, reveja o seu impressoras de pasta de solda opções e filosofia de definições, porque o “mesmo modelo de impressora” pode comportar-se de forma muito diferente consoante a disciplina de configuração.
2) A conceção do estêncil preparou-o discretamente para falhar
Os engenheiros adoram discutir sobre as zonas de refluxo. Entretanto, o stencil está silenciosamente a sabotar o rendimento.
Procurar:
- Rácio de área demasiado baixo em aberturas de passo fino (a libertação da pasta torna-se instável)
- Reduções de abertura que foi demasiado agressivo
- Estêncil de degrau transições que criam um volume desigual nos blocos adjacentes
- Qualidade da parede da abertura / revestimento questões que reduzem a eficiência das transferências
Um teste simples que utilizo: comparar os histogramas de volume SPI por tipo de bloco (0402 vs QFP vs QFN perimétrico vs bloco térmico). Se apenas uma família de blocos colapsar, isso não é “desvio de colocação”. É a física do estêncil + impressão.
3) Os seus limites SPI são limites de “bem-estar” e não limites de controlo
Vejo isto a toda a hora: o programa SPI assinala apenas as impressões com um aspeto de desenho animado.
Em vez disso, faça isto:
- Conjunto específico para a família de almofadas limites (não misturar almofadas de perímetro QFN com 0603s)
- Utilizar ambos volume e área limiares (um esfregaço largo pode passar o volume)
- Tendência Cpk nas piores almofadas, não nas almofadas médias
Se estiver a fazer compras ou a afinar a inspeção, consulte Sistemas de inspeção SMT (SPI/AOI) com uma lente de processo e não com uma lente de “aprovação/reprovação”.
O lado da colocação: como é que uma colocação “suficientemente boa” cria uma escassez de solda
A colocação não se limita a “colocar a peça lá”. Dá forma ao depósito de pasta nos milissegundos que antecedem a refusão.
1) A força de colocação e a altura Z podem espremer a pasta
Demasiada força descendente ou uma má referência Z podem fazê-lo:
- passar o rodo para retirar a pasta por baixo do chumbo
- criar um depósito fino e irregular (parece bem visto de cima, mas falha no calcanhar)
- provocar micro-slump ou bridging numa das faces, ao mesmo tempo que se esvazia a outra
Demasiada pouca força pode ser igualmente desagradável: o chumbo não entra bem em contacto com a pasta, a ativação do fluxo torna-se irregular e a molhagem começa tarde.
2) As compensações não precisam de ser enormes para o prejudicar
Um pequeno desvio X/Y num passo fino pode deslocar o chumbo para o ombro do tijolo de pasta em vez de para o topo. Durante a refusão, a tensão superficial nem sempre o pode ajudar, especialmente em peças pesadas ou almofadas com um equilíbrio misto de cobre.
E sim, a precisão da colocação é importante aqui, mas também o é repetibilidade, apoio à direção, e estratégia fiducial.
Se a sua linha mistura protótipos e volume, é aqui que a disciplina do processo quebra. As linhas mistas são mais difíceis do que as pessoas admitem. (Já vi “só mais um produto” transformar uma linha estável numa máquina de caos). O soluções de linhas SMT mistas Vale a pena pensar no ângulo se viver numa realidade de elevada mistura.
3) O estado do bico, do pickup e dos componentes pode enganá-lo
Chumbo ligeiramente dobrado. Sensibilidade à humidade, manuseamento incorreto. Corpo do componente deformado. Ponta do bocal gasta. Vácuo inconsistente.
Qualquer uma destas situações pode fazer com que o componente aterre com:
- inclinação
- questões de coplanaridade
- chumbo não encaixado na pasta
Depois, temos “insuficiente” numa ponta e “ótimo” na outra. Parece aleatório. Mas não é.
Um fluxo de diagnóstico rápido em que confio (porque pára as discussões)
Deixar de falar. Começa a provar.
- Puxar dados SPI para as juntas que falharam e comparar com as juntas boas na mesma placa/painel.
- Verificar o alinhamento da impressão com o quadro (a deslocação da pasta pode parecer um erro de colocação mais tarde).
- Inspecionar os registos de colocação: desvios, theta, Z, força (se disponível), ID do bocal, via de alimentação.
- Secção transversal ou microsecção uma junta com defeito (mesmo uma amostra pode pôr fim ao debate).
- Confirmar com o perfil de refusão só depois de excluiu o volume/contacto.
Frase curta. Os dados ganham.
As correcções que realmente se movem produzem
Colar/imprimir correcções que compensam primeiro
- Apertar estratégia de limpeza com stencil (frequência + solvente + tempo de limpeza a seco)
- Bloquear manuseamento da pasta: tempo de descongelação, tempo de amassadura, tempo de abertura, controlo da humidade
- Revisitar aberturas de estêncil nas piores famílias de blocos (não “otimizar” tudo de uma vez)
- Utilizar SPI para acionar afinação de impressão em circuito fechado (pressão, velocidade, separação, intervalo)
Se não tem tempo para fazer esta engenharia internamente, prefiro que o admita e procure ajuda do que perder três semanas a tentar adivinhar. É isso que soluções de linha SMT chave na mão são para quando a linha está a sangrar dinheiro.
Correcções de colocação que impedem a fome “misteriosa
- Recalibrar Altura Z e verificar com uma placa de ensaio controlada
- Validar componente de assento com controlos de alta ampliação antes do refluxo
- Auditoria desgaste do bico e estabilidade do vácuo (trocar suspeitos, não discutir)
- Melhorar apoio à direção em peças de passo fino e grandes (contacto de ruínas de urdidura)
E treinar a equipa para gerir isto como um sistema, não como uma superstição. As linhas fortes fazem-no. As linhas fracas não o fazem. Se precisar de uma integração estruturada, apoie-se em formação e assistência pós-venda.
Tabela prática de cábulas
| Sintoma que vê | Causa provável da pasta/raiz | Colocação provável/causa principal | Confirmação rápida | Correção que normalmente funciona |
|---|---|---|---|---|
| Pequeno filete num dos lados de um chumbo | Pouco volume nessa família de almofadas, problemas de abertura | Ligeiro desvio X/Y, aterragem do chumbo no bordo da pasta | Comparar o volume/área SPI das almofadas esquerda e direita | Ajustar a abertura do estêncil + reforçar os limites de desvio de colocação |
| Aleatório insuficiente na mesma área de implantação em todos os painéis | Secagem da pasta, limpeza inconsistente, oscilações de humidade | Desvio da altura Z, desgaste do bocal, variação do suporte da placa | Tendência do SPI ao longo do tempo + correlação do ID do bico de controlo | Controlo do manuseamento da pasta + cadência de manutenção |
| Insuficiente apenas no passo fino | Rácio de área demasiado baixo, pequenas aberturas obstruídas | Coplanaridade/inclinação, assento inadequado | A SPI apresenta uma variação elevada + pré-refluxo do microscópio | Redesenho do estêncil + verificação da força Z |
| Parece bom na AOI, mas falha no teste | “Aceitável” mas com pouca altura/forma de pasta | Chumbo não totalmente assente, ligeira inclinação | Secção transversal de uma junta | Aumentar os limites do processo + melhorar o assento/contacto |
| Corrige a “deslocação” após ajustes de refluxo | A causa principal não é o refluxo | A causa principal não é o refluxo | Os registos SPI + de colocação mostram o padrão | Parar de tocar no refluxo até a impressão/colocação estabilizar |
FAQs (optimizadas para AEO)
Q1: O que são juntas de soldadura insuficientes? As juntas de solda insuficientes são ligações de solda que se formam com um volume de solda demasiado pequeno ou com uma humidificação fraca, pelo que o filete parece faminto e a junta pode abrir-se sob vibração, ciclos de calor ou uma ligeira picada durante o teste, mesmo quando tudo o resto parece estar bem. Após esta definição, a chave é simples: provar se o volume (SPI) ou o contacto (colocação) causou a fome antes de tocar no refluxo.
Q2: Porque é que as juntas de solda têm pasta de solda insuficiente? A pasta de solda insuficiente ocorre quando a etapa de impressão do estêncil deposita um volume de pasta muito pequeno ou a forma da pasta colapsa, muitas vezes devido a aberturas obstruídas, má vedação do estêncil à placa, pressão/velocidade/separação de impressão erradas ou desvio do estado da pasta (temperatura, humidade, tempo aberto). Nesse caso, a SPI ou não detecta o problema ou os limites são demasiado baixos. Primeiro, aperte o manuseamento da pasta, a estratégia de limpeza e os limites de SPI da família de almofadas.
Q3: Como é que se corrigem as juntas de soldadura insuficientes em SMT? A correção de juntas de soldadura insuficientes passa pelo restabelecimento do volume correto de pasta e de um contacto fiável entre os componentes: utilize o SPI para identificar as almofadas com volume insuficiente, corrija os parâmetros de impressão e de abertura/estêncil e, em seguida, verifique a repetibilidade da altura/força Z e da repetibilidade X/Y/theta da colocação, de modo a que os condutores ou terminações assentem efetivamente na pasta antes de o refluxo bloquear a junta. Depois disso, confirme com um pequeno DOE (uma variável de cada vez) e congele as definições vencedoras.
P4: A precisão de colocação do pick-and-place pode causar juntas de soldadura insuficientes? A precisão da colocação do Pick-and-place pode causar juntas de solda insuficientes quando pequenos desvios, erros de rotação ou erros de altura/força Z impedem que o chumbo ou a terminação assente corretamente no depósito de pasta, o que reduz a área de humedecimento e faz com que o filete fique sem solda durante o refluxo. Isto manifesta-se como um desequilíbrio de lado a lado na mesma peça, muitas vezes com um “bom” volume SPI mas com um mau assentamento. Verifique os registos de colocação, o estado do bocal e o suporte da placa por baixo da peça.
Q5: Que problemas de impressão de estêncil levam a defeitos na junta de solda, como solda insuficiente? Os problemas de impressão do estêncil conduzem a uma soldadura insuficiente quando a libertação da abertura se torna instável ou os objectivos de volume diminuem, especialmente devido a caraterísticas de baixo rácio de área, reduções agressivas da abertura, aberturas obstruídas, estêncis desgastados, má vedação ou reologia instável da pasta durante o turno. O padrão normalmente agrupa-se por família de almofadas, não de forma aleatória. Utilize histogramas SPI por tipo de pegada e, em seguida, ajuste o design do estêncil e os parâmetros de impressão para estabilizar a eficiência da transferência.
Conclusão
Se está a lutar com juntas de soldadura insuficientes neste momento, não “afine o perfil” para criar um novo problema. Envie as estatísticas SPI, os registos de colocação (offset/Z/bocal) e algumas fotografias de defeitos, e dir-lhe-emos onde o defeito está a ser criado. Comece aqui: contactar os nossos engenheiros.
