10 Metode Terbukti Mendeteksi Defek Cekolahan pada Papan PCB
Perkembangan elektronik konsumen saat ini semakin meningkatkan kebutuhan akan produksi papan PCB yang bebas dari defek. Penting untuk memahami tantangan yang dihadapi saat beralihan dari tahap desain ke tahap produksi. Dalam tahap produksi, defek seperti sambungan cekolahan yang salah dan ketidakteraturan penyelarasan dapat terjadi, sehingga diperlukan metode untuk memeriksa defek cekolahan pada papan PCB.
Untuk memahami apa yang dibutuhkan untuk menghasilkan papan PCB bebas defek, artikel ini memperkenalkan jenis-jenis kesalahan cekolahan umum dan praktik untuk secara efektif mengidentifikasi cacat cekolahan.
1. Mengidentifikasi Jenis Umum Defek Cekolahan PCB
Proses produksi PCB mencetak layar, penempatan komponen, dan cekolahan. Bagian artikel ini akan memperkenalkan Anda pada berbagai jenis defek cekolahan. Kami akan secara singkat menjelaskan setiap masalah cekolahan PCB beserta penyebab dan solusinya.
1.1 Cekolahan Papan PCB — Lubang Jarum (Pinhole)
Deskripsi:
Lubang jarum atau lubang ledakan adalah lubang kecil yang terbentuk pada sambungan yang dicokeluti pada papan PCB untuk memasang komponen menggunakan teknologi through-hole. Kita dapat menggunakan istilah pin dan ledakan secara bergantian; namun, biasanya menggunakan lubang jarum untuk menunjukkan ukuran lubang yang lebih kecil. Anda dapat mengidentifikasi lubang jarum atau ledakan oleh pelat tebal tembaga yang terbentuk selama proses.
Penyebab:
Kelembaban dan volatikal yang bocor melalui vacua pada pelat tembaga adalah penyebab utama dari lubang jarum dan ledakan.
Solusi:
Kami dapat mengatasi masalah ini dengan menggunakan papan berkualitas tinggi dengan ketebalan tembaga PCB minimal.
1.2 Jembatan Cekolahan (Solder Bridging)
Deskripsi:
Jembatan cekolahan adalah salah satu defek cekolahan yang paling sulit ditemukan karena kita tidak dapat mengenainya dengan mata telanjang. Jembatan cekolahan membentuk rangkaian pendek, yang dapat menyebabkan kerusakan serius pada sirkuit PCB. Jenis kesalahan ini terjadi ketika persilang cekolahan secara salah menghubungkan dua kaki komponen.
Penyebab:
Penyebab umum jembatan cekolahan adalah spesifikasi stencil PCB yang salah yang menyebabkan jumlah cekolahan berlebih pada pad, kegagalan mencocokkan stencil PCB dengan papan, dan penempatan komponen yang salah.
Solusi:
Jembatan cekolahan dapat diperbaiki menggunakan desoldering wick. Anda dapat memperbaiki defek ini dengan menerapkan wick pada persilang cekolahan, kemudian, dengan pemanasan yang tepat, cekolahan tambahan akan dihapus.
1.3 Tombstoning
Deskripsi:
Tombstone merujuk pada defek cekolahan ketika salah satu klem komponen gagal tetap melekat pada papan sementara yang lainnya tetap terpasang pada papan. Komponen kecil lebih mungkin mengalami masalah ini selama prosedur reflow cekolahan.
Penyebab:
Alasan utama masalah ini adalah daya basah yang tidak seimbang selama reflow. Tegangan permukaan antara pad PCB dan cekolahan cair dapat menggeser komponen, terutama yang kecil dan ringan.
Solusi:
Masalah tombstoning dapat diperbaiki dengan meningkatkan presisi pencetakan stencil dan memastikan bahwa nozzle pick and place memiliki tekanan yang sesuai untuk menangani komponen kecil. Anda dapat mengurangi kemungkinan tombstoning dengan melambatkan proses penempatan komponen untuk meningkatkan akurasi. Juga, Anda harus memeriksa ulang apakah dimensi desain pad sesuai dengan datasheet.
1.4 Cekolahan Papan PCB — Pengisian Lubang Tidak Merata (Uneven hole fill)
Deskripsi:
Fluksing atau pemanasan yang buruk menghasilkan pengisian lubang yang tidak merata. Seperti namanya, masalah ini terjadi ketika cekolahan gagal mengisi lubang through-hole.
Penyebab:
Pengisian lubang tidak merata biasanya terjadi ketika proses preheating tidak cukup lama atau fluks tidak diterapkan dengan benar.
Solusi:
Anda harus meningkatkan proses pemanasan untuk mencapai suhu sisi atas. Kami dapat mengatasi masalah ini dengan memodifikasi pengaturan preheating. Anda juga harus mempertimbangkan waktu kontak gelombang yang lebih lama untuk mengatasi masalah ini.
1.5 Sambung Terlalu Panas (Overheated joints)
Deskripsi:
Anda mungkin menemui sambung terlalu panas ketika proses pemanasan tidak dapat meleburkan kawat cekolahan, sehingga fluks terlalu panas pada pad. Sulit bagi kami untuk memperbaiki defek ini karena perubahan yang terlalu panas.
Penyebab:
Meski ada proses pemanasan, cekolahan gagal mengalir dalam sambungan.
Solusi:
Bersihkan fluks yang terlalu panas dari sambungan dengan menggunakan alkohol isopropil, kemudian gunakan sikat yang sesuai untuk menghapusnya.
1.6 Cekolahan Papan PCB — Sambung Dingin (Cold joints)
Deskripsi:
Berbeda dengan sambung terlalu panas, sambung dingin muncul ketika pemanasan gagal melebur cekolahan sepenuhnya. Kita dapat membedakan sambung dingin oleh permukaannya yang kasar dan rentan terhadap retakan.
Penyebab:
Pemanasan yang tidak cukup atau penggunaan jumlah cekolahan yang berlebih.
Solusi:
Terapkan pemanasan yang sesuai pada sambung dingin sampai cekolahan berlebih melebur sepenuhnya.
1.7 Sisa Fluks (Flux residues)
Deskripsi:
Kami mengenali defek ini oleh sisa fluks yang terbentuk pada papan PCB karena kontaminasi.
Penyebab:
Fluks dan kondisi pembersihan yang buruk menyebabkan sisa terbentuk pada pad.
Solusi:
Penggunaan kawat dan bahan low residue tanpa pembersihan dapat secara signifikan mengurangi sisa fluks.
1.8 Cekolahan Berlebih (Excessive solder)
Deskripsi:
Menerapkan jumlah cekolahan yang berlebih bukan ide yang baik karena dapat menghasilkan rangkaian pendek dan koneksi yang tidak andal. Praktik terbaik adalah menggunakan jumlah cekolahan yang cukup untuk menghubungkan klem komponen dengan pad. Kita mendeteksi defek ini dengan mencari area permukaan berbentuk mangkuk pada sambungan.
Penyebab:
Penggunaan jumlah cekolahan tambahan yang tidak diperlukan pada sambungan.
Solusi:
Memperbaiki defek ini harus nyaman dan sederhana. Lelehkan cekolahan berlebih dengan soldering iron dan hapus dengan solder sucker.
1.9 Cekolahan Papan PCB — Cekolahan Tidak Cukup (Insufficient solder)
Deskripsi:
Berbeda dengan yang sebelumnya, kami menghadapi masalah ini ketika cekolahan tidak cukup untuk menghubungkan sambungan, yang menghasilkan kegagalan koneksi dan rangkaian terbuka.
Penyebab:
Jumlah cekolahan yang tidak cukup pada sambungan.
Solusi:
Tambahkan cekolahan tambahan pada sambungan yang cacat untuk memastikan kontak yang andal.
1.10 Solder skips
Deskripsi:
Kami menemui defek ini ketika cekolahan pada sambungan terlewat sepenuhnya dari proses. Sayangnya, ini mengakibatkan rangkaian terbuka dan kegagalan fungsional PCB.
Penyebab:
Kami paling mungkin menemui defek ini ketika kita memiliki dimensi komponen yang salah dan gas fluks.
Solusi:
Periksa ulang spesifikasi PCB Anda dengan hati-hati untuk memastikan penempatan komponen yang benar pada papan.
2. Cekolahan Papan PCB — Metodologi Pengujian untuk Masalah Cekolahan Papan PCB
Produsen menggunakan berbagai jenis tes untuk mengidentifikasi defek PCB. Dalam bagian ini, kita akan membahas tes analisis mikro-bagian dan tes kemampuan cekolahan.
2.1 Analisis Mikro-bagian
Analisis mikro-bagian digunakan untuk memeriksa kinerja proses yang menghasilkan papan PCB through-hole. Ini adalah metode destruktif karena bergantung pada paparan tampilan persilangan PCB; namun, tes ini memberikan cara yang akurat untuk mengidentifikasi kegagalan reflow cekolahan.
2.2 Cekolahan Papan PCB — Analisis Kemampuan Cekolahan (Solder-ability Analysis)
Tes kemampuan cekolahan selalu digunakan untuk memverifikasi ketahanan permukaan PCB dan memastikan sambungan cekolahan andal. Teknik ini menguji kemampuan papan untuk dibasahi oleh cekolahan cair. Kami memastikan bahwa komponen akan memenuhi persyaratan standar dan memverifikasi bahwa penyimpanan tidak memiliki efek buruk terhadap kemampuan papan untuk dicokeluti.
3. Cekolahan Papan PCB — Praktik Cegahan Cekolahan
Mencegah lebih baik daripada mengobati! Dalam bagian ini, kita akan menjelajahi metode terbaik untuk mencegah defek cekolahan secara efektif. Untuk mengenali dan mengatasi defek cekolahan umum dari desain hingga manufaktur dan menghindari biaya tambahan yang tidak perlu untuk menyelesaikan papan PCB.
Cekolahan Papan PCB — Lubang Jarum:
- Praktik terbaik untuk mencegah lubang jarum dan lubang ledakan adalah membakar PCB tepat sebelum proses cekolahan.
Jembatan Cekolahan:
- Gunakan spesifikasi stencil PCB yang benar.
- Pastikan untuk menggunakan profil reflow yang benar.
- Perhatikan penempatan komponen dengan menerapkan tekanan yang sesuai.
- Pastikan bahwa pembukaan stencil sesuai dengan pad.
Tombstoning:
- Periksa ulang dimensi pad untuk komponen kecil.
- Pertimbangkan penggunaan pasta cekolahan anti tombstoning.
- Perbaiki spesifikasi stencil.
- Periksa proses penempatan dan perutean dan pastikan semua saluran memiliki lebar yang sama.
Cekolahan Papan PCB — Pengisian Lubang Tidak Merata:
- Aturan yang baik adalah memelihara suhu sisi atas antara 100 dan 110°C untuk papan dua sisi dan gunakan suhu sedikit di bawah ambang ini untuk papan satu sisi.
Sambung Terlalu Panas:
- Sebelum memulai proses cekolahan, pastikan untuk memanaskan soldering iron dengan cukup. Juga, membersihkan sambungan sebelum cekolahan akan menghindari Anda menghadapi masalah ini.
Cekolahan Papan PCB — Sambung Dingin:
- Pemanasan soldering iron akan mencegah defek ini terjadi.
Sisa Fluks:
- Preheating yang tepat dapat mengurangi sisa fluks pada papan PCB. Ini juga dipengaruhi oleh waktu kontak gelombang.
Solder skips:
- Hubungi produsen Anda dan pastikan bahwa ketinggian gelombang yang tepat antara papan dan gelombang cekolahan digunakan.
Kesimpulan
Mencapai transisi yang sukses dari tahap desain PCB ke tahap manufaktur bergantung pada meminimalkan defek cekolahan sebanyak mungkin. Tujuan utama artikel ini adalah untuk memperkenalkan Anda pada jenis-jenis umum defek cekolahan PCB dan cara mengidentifikasi defek ini. Kami membahas masalah cekolahan umum dan prosedur pengujian, perbaikan, dan pencegahan untuk masalah cekolahan PCB ini.
Kami dapat memperbaiki sebagian besar defek cekolahan umum; namun, sangat disarankan untuk mengikuti langkah pencegahan untuk menghindari defek dan masalah tersebut dalam proses cekolahan. Sekarang, kami berharap Anda dapat membedakan antara berbagai jenis kesalahan dan mengikuti tindakan cegahan cekolahan.
Silakan lihat 'Surface Mount Troubleshooting Guide untuk informasi lebih lanjut untuk membantu mengidentifikasi defek Cekolahan Papan PCB, memahami penyebab, dan tindakan pencegahan apa yang dapat diambil.
