Langsung Ke: Apa itu Cacat Tidak Membasahi? | Mengapa Penting untuk Memperbaiki Cacat Tidak Membasah | Penyebab Umum Cacat Tidak Membasahi | Cara Memperbaiki Cacat Tidak Membasahi | Bermitra Dengan Sirkuit Milenium untuk PCB Berkualitas
Proses pembuatan untuk papan sirkuit tercetak (PCB) biasanya mencakup prosedur yang dikenal sebagai penyolderan reflow, atau reflow. Reflow melibatkan menutupi permukaan PCB dengan pasta solder untuk memfasilitasi pemasangan sementara ribuan komponen kecil papan ke bantalan PCB mereka. Pasta solder menstabilkan komponen cukup lama untuk aplikasi panas tinggi. Panas tinggi mengembalikan solder — yaitu, mengubah pasta menjadi zat cair yang mengalir di seluruh papan — menciptakan sambungan solder permanen yang mengikat komponen dengan kuat pada tempatnya.
Penyolderan reflow adalah teknik yang berguna, tetapi seperti dalam banyak proses manufaktur, terutama yang melibatkan massa bagian-bagian kecil, selalu ada potensi kesalahan yang muncul. Di antara cacat penyolderan reflow pada PCB, non-pembasahan tidak jarang terjadi, dan dapat memiliki implikasi serius bagi integritas struktural dan kinerja papan yang rusak. Untungnya, tindakan pencegahan dapat dilakukan untuk meningkatkan pembasahan papan dan mencegah kerusakan ini.
Dalam panduan ini, kami membahas cacat penyolderan yang dikenal sebagai non-pembasahan, menjelaskan penyebab yang sering terjadi dan solusi potensial, dan memberikan gambar cacat penyolderan sehingga Anda akan memiliki representasi visual yang jelas tentang apa yang salah dan bagaimana memperbaikinya.
Cacat non-pembasahan adalah cacat penyolderan yang terjadi ketika solder cair gagal mengikat logam dasar di papan. Ketika ikatan ini gagal terwujud, solder mungkin tidak menempel pada terminal komponen atau bantalan PCB untuk memungkinkan mereka menempel dengan aman satu sama lain. Bahan permukaan papan akan tetap terbuka, dan solder itu sendiri mungkin terlihat kasar atau tidak berkilau. Non-basah juga mengarah langsung ke pengosongan — terciptanya lubang di dalam sambungan solder yang kekurangan bahan solder.
Cacat non-pembasahan berbeda dari dewetting. Apa yang dimaksud dengan dewetting solder?
Dewetting terjadi ketika solder cair pada awalnya melapisi terminal komponen dan bantalan PCB tetapi kemudian surut dari bagian ini, meninggalkan beberapa area tipis solder pada logam dasar dan beberapa gumpalan tebal yang tidak beraturan. Bahan permukaan papan biasanya tidak tetap terbuka. Saat terjadi dewetting, biasanya mempengaruhi sambungan solder dan kualitas filletnya.
Cacat non-pembasahan sering, meskipun tidak selalu, terjadi dengan solder bebas timah seperti solder timah-perak-tembaga. Beberapa logam lebih rentan terhadap non-pembasahan daripada yang lain karena metalisasi yang berbeda memiliki karakteristik wicking dan spread yang berbeda. Papan tembaga telanjang yang dilapisi dengan pengawet organik solderability (OSP) sering rentan terhadap non-pembasahan bantalan PCB, terutama jika mereka telah mengalami lebih dari satu siklus termal. Di sisi lain, timah murni cenderung menyebar dengan baik dan mengurangi non-basah, seperti halnya hasil pencelupan perak. Paduan nikel-dan-emas juga cenderung untuk menyolder dengan baik dan meminimalkan non-pembasahan selama tidak mengandung kotoran.
Mengapa sangat penting untuk mengatasi cacat tidak basah pada PCB? Tidak basah dapat menyebabkan masalah struktural parah yang mengganggu fungsi dan kinerja papan.
Non-basah pada PCB menciptakan sambungan solder yang tidak stabil. Ketika sambungan pada papan sirkuit tidak stabil, sambungan tersebut dapat putus atau memberikan konduktivitas listrik yang buruk. Dan ketika solder tidak menempel pada logam dasar, komponen dan bantalan PCB tidak akan terpasang dengan kuat ke papan. Mereka mungkin longgar dan membentuk koneksi yang buruk, atau mereka mungkin jatuh, baik segera atau ketika mengalami stres. Tanpa komponen yang tepat terpasang dengan kuat di tempatnya, PCB tidak akan berfungsi dengan benar.
Cacat non-pembasahan memiliki beberapa penyebab umum. Di bawah ini adalah banyak alasan tidak adanya pembasahan pada PCB:
Hasil akhir pada papan sirkuit tercetak sangat menentukan seberapa baik solder akan mengalir kembali dan berapa banyak pembasahan yang akan terjadi. Jika hasil akhir tidak memadai dan sebagian besar papan kosong tetap terbuka, solder akan lebih sulit mengalir kembali dan menempel dengan buruk ke PCB.
Jika pin tembaga pada PCB menerima pelapisan tembaga yang tidak memadai sebelum menjalani pelapisan timah/timbal, mereka mungkin menjadi rentan terhadap non-pembasahan. Alasannya adalah bahwa pelapisan tembaga yang cukup sangat penting untuk mencegah seng mengganggu pelapisan timah/timbal dan menjaga agar solder tidak menempel dengan benar.
Fluks tua dan terdegradasi — bahan pembersih kimia yang digunakan sebelum dan sesudah penyolderan — dapat dengan cepat menyebabkan non-pembasahan. Fluks terdegradasi dengan cepat dalam wadah terbuka. Bahkan jika kandungan padatannya tetap konstan, kinerjanya akan berkurang secara substansial. Perubahan fluks reguler membantu mencegah masalah ini.
Jenis fluks yang digunakan untuk pembersihan juga dapat menentukan apakah non-pembasahan terjadi pada PCB. Secara umum, fluks aktivitas tinggi menghasilkan kemampuan penyolderan yang baik dan risiko non-pembasahan yang lebih kecil. Sebaliknya, fluks residu rendah aktivitas rendah dapat menyebabkan kemampuan penyolderan yang buruk dan kemungkinan peningkatan non-pembasahan. Fluks dengan aktivitas rendah tidak akan cukup untuk menghilangkan oksida dari permukaan PCB, dan oksida akan menghambat pembasahan.
Ketika papan mengandung lapisan timah dan timah yang terlalu tipis, ketebalan yang salah menyebabkan kemampuan solder yang buruk dan tidak basah. Lapisan yang lebih tipis memiliki masa simpan yang lebih pendek dan mungkin tidak bertahan sampai penyolderan terjadi.
Jika papan disimpan terlalu lama, penyolderan yang efektif menjadi lebih sulit, dan kemungkinan tidak basahnya meningkat. Seperti yang telah kita lihat, kemampuan penyolderan umumnya berhubungan langsung dengan ketebalan pelapisan. Selama periode penyimpanan yang lama, pelapisan yang diperlukan untuk kemampuan penyolderan yang baik dapat rusak. PCB yang disimpan selama satu tahun atau lebih mungkin berisiko lebih tinggi terhadap kemampuan solder yang buruk dan tidak basah.
Jika resin pada noda PCB, itu dapat mengganggu penyolderan dan menyebabkan tidak basah. Misalnya, resin papan dapat mengolesi sudut pin dan menyebabkan area tersebut tidak basah.
Dalam beberapa kasus, non-basah dapat terjadi di seluruh lapisan papan cetak. Misalnya, pelapisan permukaan emas pada PCB dapat menyebabkan seluruh permukaannya tidak basah karena ketidakseimbangan dalam rendaman emas tanpa listrik.
Oksidasi pada permukaan yang menerima penyolderan seringkali dapat menyebabkan non-pembasahan. Oksida mengintervensi antara solder dan logam dasar dan mencegah adhesi yang tepat. Ketika ini terjadi, tidak ada pembasahan dapat terjadi di setiap bagian permukaan yang telah teroksidasi.
Volume pasta solder yang rendah sering kali menyebabkan tidak basah karena penyebaran pasta solder yang memadai diperlukan untuk memastikan sambungan solder yang stabil. Ketika perakitan PCB menggunakan terlalu sedikit pasta solder, adhesi yang tepat antara solder dan permukaan logam dasar papan tidak dapat terjadi. Untungnya, aplikasi pasta solder yang cukup sering kali menyebabkan 100% basahnya PCB.
Beberapa pasta solder berkinerja lebih baik untuk mencegah tidak basah daripada yang lain. Umumnya, seperti halnya fluks, pasta solder aktivitas tinggi akan lebih efektif daripada pasta solder aktivitas rendah. Ini akan meningkatkan kemampuan penyolderan dan meminimalkan risiko tidak basah.
Jika pasta solder yang digunakan di papan telah melewati tanggal kedaluwarsa, itu tidak akan mengandung fluks yang cukup kuat. Fluks tidak akan cukup aktif untuk menghilangkan oksida dari papan dan memungkinkan kemampuan penyolderan dan pembasahan yang baik.
Temperatur penyolderan yang terlalu rendah cenderung menyebabkan papan sirkuit tidak basah. Solder membutuhkan ambang batas termal tertentu untuk mengikat dengan benar dengan logam dasar. Jika suhu selama penyolderan tidak mencapai ambang batas itu, solder tidak akan menempel dengan benar ke komponen atau bantalan PCB. Kesulitan ini sangat umum terjadi pada paduan bebas timbal, yang cenderung memiliki titik leleh lebih tinggi daripada paduan timah/timbal.
Temperatur penyolderan yang tidak konsisten atau berfluktuasi dapat menyebabkan PCB tidak basah karena gagal mengaktifkan fluks dan menyebabkan adhesi solder yang buruk di area tertentu. Jika titik masalah tertentu pada PCB tidak menerima panas yang mencapai suhu aktivasi fluks, solder tidak akan menempel pada bagian tersebut sebagaimana mestinya.
Lamanya waktu solder tetap di papan secara langsung mempengaruhi kemampuannya untuk mengikat dengan logam dasar dari permukaan PCB. Jika solder tidak memiliki cukup waktu untuk menempel dengan benar, kemungkinan tidak basah akan terjadi di lokasi tertentu atau di seluruh papan.
Sebagai alternatif, jika solder tetap berada di papan terlalu lama selama proses reflow, waktu yang lama dapat menghabiskan fluks sebelum penyolderan dapat dilakukan. Jika fluks menjadi tidak aktif karena waktu perendaman yang lama, kemungkinan non-pembasahan meningkat secara substansial.
Jika jenis pasta solder dan bahan lapisan pelapis pada papan tidak kompatibel, pasta solder tidak akan efektif dalam memungkinkan koneksi antara komponen permukaan dan bantalan pada papan.
Chip yang lebih kecil harus mengandung lapisan pasta solder yang lebih tipis. Dalam kasus ini, lapisan pasta solder mungkin tidak cukup untuk membasahi seluruh PCB dengan benar.
Fluks atau pasta solder yang terkontaminasi tidak akan membersihkan papan atau menyambungkan komponen secara efektif dan memungkinkan pembasahan yang memadai. Kontaminan juga dapat meninggalkan residu yang tidak diinginkan pada PCB yang mengganggu aliran solder dan menyebabkan tidak basah.
Untuk memperbaiki cacat ini, Anda dapat mengambil beberapa langkah berbeda untuk mempromosikan pembasahan yang baik atau mengatasi non-pembasahan jika itu terjadi meskipun Anda telah melakukan upaya terbaik.
Oksidasi adalah salah satu penyebab paling umum dari cacat non-pembasahan pada PCB. Mengurangi oksidasi dalam bubuk solder, kabel komponen, dan bantalan PCB sebelum reflow dapat secara signifikan menurunkan potensi pembasahan papan yang buruk.
Untuk mencegah cacat non-pembasahan, Anda mungkin ingin memulai dengan mengubah profil reflow Anda untuk meminimalkan perbedaan suhu. Anda dapat menyesuaikan dan mengoptimalkan profil reflow dengan mengubah zona perendaman untuk memberikan peningkatan suhu dan eksposur yang tepat serta mencegah cacat.
Karena memiliki kenaikan suhu yang terlalu curam selama reflow dapat menyebabkan cacat seperti bridging, solder balling, tombstoning dan microcracking, produsen sering menaikkan profil panas keseluruhan untuk membuat kenaikan suhu lebih moderat. Namun, terlalu banyak panas terlalu dini dapat menyebabkan non-pembasahan, serta masalah serius lainnya seperti delaminasi papan dan pembakaran komponen. Masukan panas yang terlalu tinggi juga dapat mengurangi aktivitas fluks pasta solder jika pasta memiliki toleransi oksidasi yang terbatas, sekali lagi menyebabkan pembasahan yang buruk.
Meskipun masukan panas keseluruhan tidak boleh terlalu tinggi, suhu reflow puncak perlu mencapai ambang batas tertentu. Jika suhu reflow tidak pernah cukup panas, pembasahan yang tepat tidak dapat terjadi, sehingga fasilitas harus memantau suhu reflow puncaknya dengan hati-hati.
Mengurangi waktu perendaman selama reflow sering bermanfaat untuk mengurangi non-pembasahan di PCB. Mengurangi waktu perendaman membantu memastikan fluks tetap aktif, menghilangkan oksida dan memfasilitasi pembasahan yang tepat.
Pastikan lingkungan penyimpanan untuk PCB Anda ideal untuk menjaga kualitasnya dari waktu ke waktu. Jika suhu dan kelembapan di area penyimpanan tidak memenuhi standar untuk penyimpanan PCB jangka panjang, pertimbangkan untuk melakukan penyesuaian atau memilih lokasi penyimpanan lain.
Meskipun area penyimpanan Anda memenuhi standar yang disyaratkan, sebaiknya jangan menggunakan PCB yang telah disimpan selama lebih dari setahun tanpa pelat penutup pelindung. Papan yang disimpan selama itu mungkin memiliki pelapisan yang rusak, yang akan menyebabkan kemampuan penyolderan yang buruk dan kemungkinan besar cacat tidak basah.
Seperti yang telah kita lihat, kualitas pasta solder yang digunakan pada PCB memiliki efek langsung pada kemampuan menyolder dan potensi non-pembasahan. Jika pasta solder Anda sudah tua atau kedaluwarsa, cari pasta yang lebih segar yang memungkinkan pembasahan yang cukup di seluruh papan.
Karena beberapa cacat non-pembasahan terjadi karena finishing permukaan logam yang lebih rendah pada PCB, memperhatikan kualitas hasil akhir sangat penting. Menggunakan OSP tahan suhu tinggi adalah satu kemungkinan — kemungkinan lainnya adalah menggunakan emas perendaman nikel tanpa listrik (electroless nickel immersion gold (ENIG).
Jika non-pembasahan telah terjadi, gunakan asam sulfat untuk menghilangkan solder dan oksida. Siapkan larutan asam sulfat dengan konsentrasi sekitar 2% dan celupkan setiap papan yang rusak ke dalamnya selama beberapa menit. Asam sulfat akan menggerogoti solder yang kurang dibasahi dan oksida timah atau area migrasi timah di papan. Setelah Anda selesai melakukannya, papan akan bersih dan siap untuk pengaliran ulang dan penyolderan kedua.
Sekarang setelah Anda mengetahui beberapa kemungkinan penyebab dan solusi untuk cacat tidak basah pada papan sirkuit tercetak, Anda sebaiknya membeli PCB yang dipilih dengan cermat karena kualitasnya, pembasahan yang tepat, dan kinerja tinggi dalam aplikasi kelistrikan.
Untuk mendapatkan PCB berkualitas tinggi untuk proyek Anda, bermitra dengan Sirkuit Milenium. Kami dapat menyediakan PCB satu sisi dan dua sisi premium — termasuk PCB aluminium, PCB tembaga berat, PCB fleksibel, dan PCB digital berkecepatan tinggi. Dan kami dengan senang hati mendiskusikan kebutuhan proyek Anda untuk membantu Anda menemukan papan yang paling sesuai dengan persyaratan teknik unik Anda.
Hubungi kami hari ini untuk mempelajari lebih lanjut.
Teknologi Industri
Penyebab Umum dan Biaya Kebocoran Sistem Fluida Nick Iverson, Insinyur Lapangan, Amerika Utara Kebocoran sistem cairan adalah kejadian umum di sebagian besar pabrik. Karena Anda ditugasi untuk menjaga keamanan dan keuntungan pabrik Anda, kebocoran terkecil pun dapat menimbulkan masalah. Itulah me
Dalam kondisi tertentu, bahkan bagian logam yang paling kuat pun dapat mengalami korosi, yang terjadi ketika logam bereaksi dengan lingkungan sekitarnya. Logam apa pun dapat mengalami korosi pada tingkat tertentu, meskipun beberapa logam akan bereaksi dalam lingkungan yang berbeda dari yang lain. T
Jika Anda membongkar perangkat elektronik apa pun yang berisi papan sirkuit, Anda akan melihat komponen terpasang menggunakan teknik penyolderan. Solder adalah proses penyambungan dua atau lebih bagian elektronik dengan cara melelehkan solder di sekitar sambungan. Meskipun penyolderan dapat membuat
Solder adalah cara umum untuk mengikat logam bersama-sama. Aluminium dapat disolder, tetapi melakukannya jauh lebih sulit dibandingkan dengan logam lain. Ada tips yang bisa diterapkan untuk mempermudah penyolderan aluminium, antara lain menggunakan paduan solder yang tepat dan menghilangkan aluminiu
