Juntas de solda fria – Identificação, efeitos e prevenção

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Ao lidar com eletrônicos no mundo de hoje, é crucial priorizar a confiabilidade e a eficiência de suas placas de circuito impresso. Um problema que frequentemente representa uma ameaça a esses aspectos é a ocorrência de juntas de solda fria. Este post de blog se aprofunda em um exame de juntas de solda fria. Entendendo sua natureza, processo de formação e significado, em sistemas eletrônicos.

O que é uma junta de solda fria?

Quando a solda não derrete corretamente durante a soldagem por falta de calor do fio de solda ou ferro ou quando a conexão é perturbada antes que a solda se fixe corretamente, é chamado de problema de junta de solda fria. Isso pode levar a uma conexão, entre Componentes PCB, que podem parecer opacas e ásperas em vez de brilhantes e lisas como desejado. As consequências de juntas de solda fria podem incluir problemas de condutividade e até mesmo falhas potenciais na placa. Garantir a aplicação de calor e manuseio firme são essenciais para evitar a formação de juntas de solda fracas e estabelecer conexões fortes e confiáveis ​​em suas placas de circuito impresso.

Causas comuns de juntas de solda fria

Conhecer as causas desse problema no PCB pode ajudar a evitar que isso aconteça.

Calor insuficiente

Juntas de solda fria geralmente acontecem porque ambas as superfícies não são aquecidas adequadamente durante o processo de soldagem, o que ocorre quando a temperatura do ferro está muito baixa ou quando ele não está em contato com o pino do componente por um período de tempo suficiente. A falta de calor faz com que o material de solda derreta de forma inadequada, resultando em juntas fracas e não confiáveis. Um problema comum adicional é aquecer uma superfície, como o pino ou a almofada, em vez de aquecer ambas ao mesmo tempo. A ausência de aquecimento em ambas as superfícies prejudica a capacidade dos materiais de solda de se unirem efetivamente a ambas as superfícies.

Limpeza ruim

Limpeza insuficiente pode levar à ocorrência de juntas de solda fria em montagens ou circuitos de componentes devido à sujeira ou oxidação que dificultam a ligação da solda em superfícies não limpas adequadamente. A presença de contaminação interrompe o fluxo de solda e leva a conexões não confiáveis. Pequenos resíduos podem causar juntas frias que afetam a integridade da conexão. É crucial limpar os componentes e as superfícies do PCB completamente para evitar problemas potenciais.

Aplicação inadequada de solda

Uma causa comum de juntas de solda fria é o uso ou aplicação de solda na junta, o que pode levar a uma quantidade insuficiente de solda preenchendo a lacuna entre o componente e o pad do PCB, causando a formação de uma conexão fraca e não confiável. As superfícies podem não ser adequadamente revestidas pela solda, resultando em uma junta, com condutividade elétrica.

Perturbações durante o resfriamento

Mover ou sacudir a placa ou os componentes antes que a solda esteja completamente solidificada pode causar problemas com a resistência e a qualidade da junta, já que soldas perturbadoras podem resultar em conexões fracas e mal formadas e levar a uma superfície irregular ou áspera que impacta a confiabilidade da conexão. Para evitar esse problema; Certifique-se de que tanto a placa quanto os componentes sejam deixados intactos até que a solda tenha esfriado e endurecido completamente. Deixar a solda repousar sem nenhuma perturbação é importante para garantir que a conexão seja forte e estável para que sua PCB funcione corretamente.

Problemas de controle de temperatura

Você definitivamente deve ficar atento à temperatura da solda. Se ela não for alta o suficiente, resultará em juntas fracas ou incompletas. Ao contrário, uma temperatura alta pode danificar a placa de circuito ou os componentes. É essencial controlar a temperatura para garantir um fluxo suave da solda e criar conexões resistentes. Para evitar esses problemas, é importante verificar se seu equipamento de solda está ajustado para a temperatura correta e calibrá-lo regularmente. Estar atento às configurações de temperatura desempenha um papel na produção de juntas soldadas confiáveis ​​e de primeira qualidade.

Geometria de componente incomparável

durante Processos de montagem SMT em configurações de fabricação de eletrônicos, como linhas de montagem de PCB; uma das razões por trás das juntas de solda fria está relacionada a incompatibilidades de geometria de componentes. Um componente de placa de circuito impresso que está desalinhado com suas almofadas designadas pode obstruir o fluxo de solda, levando à formação de conexões fracas ou instáveis. Esse desalinhamento leva à formação de solda devido a peças que não se encaixam como pretendido nas almofadas durante a montagem - causando, em última análise, problemas com juntas de solda fria que afetam a funcionalidade do montagem PCB, como um todo.

Como identificar juntas de solda fria

Para localizar com precisão as juntas de solda na sua placa PCB e garantir sua condição ideal, você pode empregar uma variedade de técnicas simples e combiná-las para uma identificação eficaz.

Inspeção visual

Para detectar juntas de solda fria efetivamente, comece realizando uma verificação visual da placa de circuito impresso (PCB). Dê uma olhada em cada junta de solda e observe quaisquer sinais de aspereza ou irregularidade que possam indicar uma junta fria em vez de uma bem soldada. Também fique de olho em rachaduras ou espaços entre a solda e os fios do componente, pois esses são sinais reveladores de má qualidade de conexão. Outra pista a ser observada é a aparência da própria solda. Se ela parecer opaca ou menos brilhante em comparação às juntas, pode ser um sinal de problemas potenciais com a confiabilidade em sua PCB. Certifique-se de prestar atenção a esses detalhes visuais, pois eles podem revelar problemas subjacentes que afetam o desempenho de suas PCBs.

Testando com um multímetro

Ao procurar por juntas de solda fria, em componentes eletrônicos usando um multímetro é uma maneira de fazer isso. Estas são as etapas que você pode seguir; Comece ajustando seu multímetro para o modo de continuidade ou resistência. Em seguida, teste cuidadosamente cada junta de solda conectando os fios do multímetro aos fios do componente e às almofadas do PCB. Uma junta soldada terá baixa resistência ou emitirá um sinal sonoro para mostrar que está firmemente conectada. Uma junta de solda fria pode apresentar um alto valor de resistência. Parece que a solda não fluiu ou não se ligou adequadamente, o que levou a uma conexão entre os componentes. Ao examinar cada junta, você pode identificar esses pontos problemáticos que podem passar despercebidos durante uma verificação visual.

Diferenças na aparência com soldagem sem chumbo

Solda sem chumbo normalmente tem uma aparência comparada aos materiais de solda tradicionais — tende a parecer mais opaco e granulado em vez de brilhante e suave como a solda padrão que estamos acostumados a ver em placas de circuito. É importante observar essas distinções visuais ao examinar seu PCB para quaisquer problemas de solda. As juntas de solda fria usando solda de chumbo podem exibir texturas ásperas e irregulares ou um acabamento sem brilho que se destaca da aparência suave e brilhante de juntas soldadas corretamente na placa. As juntas de solda sem chumbo podem exibir uma textura de superfície que pode indicar fluxo de solda inadequado.

Testando a Resistência

Para verificar juntas de solda fria usando um multímetro, ajuste o multímetro para medir a resistência. Coloque as pontas de prova nos fios do componente e nas almofadas do PCB. Uma junta de solda fria normalmente exibe mais resistência do que uma junta bem soldada. Às vezes, pode não haver nenhuma leitura devido à conexão elétrica ruim, em juntas de solda fria. Ao testar a resistência de cada junta de solda individualmente, você pode identificar qualquer uma com leituras variadas.

Imagem térmica

Esta técnica inclui utilizar uma câmera para examinar a temperatura do seu PCB. Quando você aquece a placa e observa através da lente da câmera, uma junta de solda fria normalmente se manifesta como uma área com uma temperatura em contraste com suas juntas vizinhas, na superfície da placa. As juntas de solda fria podem exibir propriedades de condução de calor, fazendo com que pareçam mais frias ou mostrem variações erráticas de temperatura quando verificadas usando tecnologia de imagem térmica que auxilia na detecção desses pontos problemáticos sem esforço.

Inspeção por Raios-X

Esta inspeção lhe dá a habilidade de espiar dentro do seu PCB sem a necessidade de desmontá-lo fisicamente. Ao usar uma máquina de raio X para este propósito, você pode observar as juntas de solda. Investigue quaisquer problemas internos potenciais. Juntas de solda fria são tipicamente perceptíveis na imagem de raio X, como padrões inconsistentes. Essas juntas podem se manifestar como vazios ou lacunas sugerindo que a solda não fluiu ou não se uniu corretamente. Ao analisar essas imagens de raio X, você pode identificar conexões que podem passar despercebidas durante uma mera inspeção visual.

Efeitos das juntas de solda fria no desempenho do PCB

As juntas de solda fria podem afetar o desempenho das placas de circuito impresso de várias maneiras, por isso é essencial resolver esses problemas para garantir que sua PCB opere de forma suave e eficiente.

Problemas de condutividade elétrica

Quando uma junta de solda não é aquecida adequadamente durante o processo de soldagem em estações de trabalho de montagem eletrônica ou oficinas de reparo, ela não consegue transmitir eletricidade, o que pode levar à conectividade intermitente ou à quebra total do sistema de circuitos, resultando em comportamento errático do dispositivo ou mau funcionamento completo dos seus aparelhos eletrônicos devido às conexões comprometidas causadas por juntas de solda frias que impedem o fluxo suave da corrente elétrica, tornando sua placa de circuito impresso menos confiável para uso regular.

Instabilidade Mecânica

Quando as conexões de solda não são aquecidas adequadamente durante o processo de montagem e esfriam rapidamente depois, elas tendem a formar ligações não confiáveis ​​ou inconsistentes com os componentes que devem unir. Essa falta de resistência na junta pode resultar em quebra ou afrouxamento gradual ao longo do tempo, especialmente quando a placa de circuito impresso é exposta a movimentos ou vibrações. Os sinais desse problema podem incluir componentes se soltando ou conexões falhando sob pressão. A instabilidade mecânica decorrente de juntas de solda frias pode levar a casos em que reparos são necessários e uma diminuição na longevidade geral de seus dispositivos eletrônicos. Além disso, essa instabilidade também pode ser uma razão por trás de mau funcionamento ou falhas que ocorrem de forma imprevisível.

Juntas superaquecidas

Quando as conexões de solda não são aquecidas adequadamente e uniformemente quando frias, as juntas soldadas não são aquecidas uniformemente quando frias, o que pode resultar em regiões superaquecidas devido ao fluxo incompleto ou ligação da solda, causando distribuição desigual de calor, levando a danos na placa de circuito impresso ou componentes adjacentes, impactando assim a eficiência geral do seu dispositivo eletrônico. Você pode observar indicadores como peças queimadas ou áreas com descoloração na placa de circuito, contribuindo também para a diminuição da confiabilidade e possíveis malfuncionamentos no seu dispositivo.

Umedecimento insuficiente

Se a solda não fluir corretamente e não cobrir os fios dos componentes e as almofadas do PCB, isso pode levar a problemas, com conexões elétricas e juntas fracas se formando como resultado da cobertura incompleta. Você pode observar que a solda parece irregular ou não se espalha pelas almofadas completamente, o que pode resultar em conexões ou até mesmo na quebra completa do circuito. A umedecimento inadequado também pode trazer problemas de confiabilidade, pois as conexões frágeis podem não suportar estresse ou movimento de forma eficaz.

Falta de solda e pontes

O fornecimento inadequado de solda leva à falta de solda, o que resulta na cobertura das conexões e na formação de lacunas ou pontos fracos que podem levar a conexões elétricas defeituosas ou mau funcionamento do circuito. Pontes de solda são o resultado da conexão de várias almofadas ou fios com muita solda. Isso pode resultar em curto circuitos. Ambas as situações podem afetar o desempenho e a confiabilidade do seu PCB, resultando potencialmente em mau funcionamento ou falha total do dispositivo se não forem resolvidas.

Métodos de prevenção para juntas de solda fria

A confiabilidade e funcionalidade dos seus eletrônicos dependem das juntas de solda usadas durante a montagem do PCB. Para evitar problemas, nessa área, certifique-se de aderir a essas técnicas essenciais.

Garantindo que os componentes e placas sejam limpos corretamente

Antes de iniciar as operações de soldagem na placa de circuito impresso (PCB) e componentes como esse, para garantir conexões confiáveis, sem problemas decorrentes de acúmulo de poeira ou graxa; é essencial limpá-los meticulosamente usando álcool isopropílico e lenços umedecidos sem fiapos para fins de limpeza de superfície e deixar a placa secar completamente ao ar antes de iniciar a tarefa de soldagem para obter os resultados desejados. evitar corrosão.

Implementação de aquecimento suficiente

Se a solda não for aquecida adequadamente, pode afetar seu fluxo durante o processo. Resultar em conexões entre os componentes na placa de circuito impresso (PCB). É importante aquecer tanto o cabo do componente quanto a almofada do PCB para obter uma junta de solda adequada neste estágio, garantindo que a solda derreta completamente e crie uma ligação forte entre eles. Sempre use um conjunto de ferro, na temperatura para evitar qualquer dano aos componentes quando soldados juntos, pois o calor excessivo pode causar danos. Para facilitar a transmissão de calor durante o processo de soldagem, certifique-se de que o ferro de solda esteja suficientemente aquecido antes de começar o trabalho. Se não estiver quente o suficiente, a solda não derreterá corretamente.

Aplicação adequada da solda

Você deve tentar usar uma quantidade de solda para revestir completamente a junta, mas também ser cauteloso para não exagerar; muito pouco pode deixar lacunas, enquanto muito pode causar conexões não intencionais entre as almofadas da placa de circuito. É crucial que a solda cubra efetivamente o cabo do componente e a almofada do PCB para estabelecer uma conexão entre eles. Para garantir que a solda flua facilmente e forme uma conexão entre os componentes, aqueça a junção durante o processo de soldagem. Para ajudar a garantir um fluxo constante de solda em suas juntas, mantenha a ponta do ferro limpa e bem estanhada. Lembre-se de que a precisão é crucial quando se trata de tarefas.

Minimizando perturbações

Para evitar a criação de conexões ao soldar componentes eletrônicos em uma placa de PCB ou substrato, é vital manter a área estável e sem perturbações durante o processo de resfriamento e solidificação do material de solda. Tente não mover ou perturbar a placa de circuito ou os componentes até que a solda tenha concluído seu processo de resfriamento, pois o movimento pode dificultar a formação de uma ligação, causando potenciais problemas de confiabilidade nas juntas. Certifique-se de que todos os elementos estejam firmemente colocados no lugar antes de começar a operação de solda usando acessórios ou grampos para prendê-los. Além disso, mantenha um ambiente sem variações bruscas de temperatura ou vibrações que possam impactar negativamente a integridade das juntas de solda durante seu período de configuração. Mantenha uma posição e mantenha tudo estável durante a soldagem para garantir que a solda flua suavemente e forme conexões fortes quando solidificar.

Usando pasta de solda de alta qualidade

Pasta de solda de qualidade desempenha um papel na facilitação do fluxo adequado e da colagem das juntas de solda durante o processo de soldagem. Ao optar por pasta de qualidade premium, a solda derrete consistentemente. Adere efetivamente às juntas. Essa abordagem reduz as chances de conexões. É aconselhável inspecionar a pasta de solda, quanto à sua textura e data de validade para aplicação. Pasta desatualizada ou abaixo do padrão pode resultar em fluxo ou técnicas de soldagem irregulares. A aplicação da pasta de solda deve ser feita meticulosamente para evitar uso excessivo ou insuficiente.

Boa fonte de alimentação

Garantir uma fonte de energia estável e confiável é crucial. Isso é para manter o calor para suas ferramentas de solda, a fim de produzir conexões de solda confiáveis. Se houver flutuações ou inadequações na fonte de alimentação, isso pode impactar a temperatura do seu ferro, resultando em problemas potenciais, como soldas mal derretidas e conexões fracas. Para evitar problemas, é importante conectar seu ferro de solda a uma tomada estável que forneça a voltagem correta. Faça a manutenção regular da fonte de alimentação para evitar interrupções.

Soldagem sem chumbo

Para evitar a formação de juntas de solda fria em seus projetos ou reparos eletrônicos, tente usar solda sem chumbo em vez de solda com chumbo. A solda sem chumbo tende a ser mais confiável para evitar esses problemas. A solda com chumbo normalmente derrete a uma temperatura que pode resultar em fusão incompleta e conexões fracas se não for aquecida adequadamente. Por outro lado, a solda sem chumbo precisa de uma temperatura mais alta para derreter adequadamente, garantindo uma ligação mais robusta e confiável em seu trabalho. Ao trabalhar com técnicas de soldagem com chumbo, pode ser necessário alguns ajustes em como você solda. Como usar temperaturas mais altas e ajustar para diferentes padrões de fluxo. Mas tende a ser mais confiável, evitando o problema de juntas de solda fria frequentemente vistas em processos de soldagem com chumbo.

Diferentes tipos de juntas de solda fria

Existem muitos tipos de juntas de solda fria. Cada tipo tem suas características e influência no funcionamento do PCB. Essas juntas podem parecer visualmente diferentes e podem estar causando vários problemas. Você pode diagnosticar e resolver o problema melhor se reconhecer e entender os diferentes tipos de juntas de solda fria que podem existir.

Juntas de solda seca

Um defeito ocorre quando a solda não molha ou adere aos fios dos componentes e às almofadas do PCB. A aparência será uma junta opaca e granulada em vez de brilhante e lisa. Às vezes, é possível ver que a solda não cobre a almofada ou o fio. Isso resultará em conexões elétricas ruins. Juntas de solda secas podem aparecer onde a solda fluiu incompletamente ao redor do componente. Elas têm lacunas no meio ou cobrem apenas parcialmente. Com essas características, é fácil dizer que a solda nunca se uniu corretamente. Isso pode resultar em conexões intermitentes ou não confiáveis ​​em seu circuito.

Juntas de solda rachadas

O problema é crítico no que diz respeito a conjuntos de PCB. De fato, a maioria dessas rachaduras geralmente começa em juntas de solda e pode facilmente progredir quando as juntas são submetidas a tensões ambientais. As principais causas incluem o enfraquecimento da junta devido ao estresse mecânico excessivo durante a fabricação. Outras causas incluem inclusões de contaminantes sólidos durante galvanização, o que pode enfraquecer a solda. Juntas rachadas podem ser devido à vibração excessiva ou choque mecânico imposto durante seu uso. Mais frequentemente do que não, a rachadura da junta de solda acontece devido a mero erro de julgamento da montagem, como manuseio ou alinhamento inadequado das peças.

Juntas frias distribuídas

Esta é uma classe de defeito de solda que apresenta características peculiares. Concavidade, você notará, caracteriza essas juntas, e os pinos dos componentes parecem estar inclinados. Em vez de ter a aparência brilhante e impecável que é característica de conexões de solda bem feitas, as junções frias dispersas têm características cristalinas e geladas. Isso ocorre quando a solda não flui bem devido ao movimento do PCB ou do ferro de solda durante o processo de soldagem. O que você acaba tendo é uma conexão fraca e não confiável que pode causar falhas elétricas em seu circuito.

Como reparar juntas de solda fria?

Felizmente, há várias maneiras de consertar juntas de solda fria quando você as encontra. Na verdade, ao consertar esses problemas, você recuperará a funcionalidade e a confiabilidade do seu conjunto de PCB.

1. Reaquecimento e refluxo da junta

Um dos métodos simples e eficientes de consertar juntas de solda fria envolve reaquecer e refluir a junta. O primeiro passo neste método é aquecer o ferro de solda até a temperatura correta. Cuidadosamente, contate a ponta na junta fria da solda. O calor derreterá, fluirá e a unirá corretamente. Tome o devido cuidado para que o ferro permaneça na junta por tempo suficiente para refluir a solda sem permanecer muito tempo para convidar o superaquecimento de outros componentes. Quando a solda estiver corretamente derretida e fluindo, retire o ferro e deixe a junta esfriar naturalmente.

2. Removendo a solda antiga e reaplicando

Quando apenas o aquecimento e o refluxo da junta em si não forem suficientes para reparar a junta de solda fria, pode ser necessário remover a solda antiga e aplicar solda nova. Comece com um sugador de solda ou uma trança dessoldadora para remover cuidadosamente a solda antiga da junta. Seja gentil para evitar danos ao PCB ou outros componentes. Depois de remover a solda antiga, limpe os resíduos da área usando álcool isopropílico. Em seguida, aplique solda nova na junta. Pegue seu ferro de solda e aqueça a junta até que a solda nova derreta e flua no lugar. Deixe esfriar e depois solidifique.

3. Substituição de componentes se necessário

Se reaquecer e refluir a junta ou remover e reaplicar a solda não fizer a junta de solda fria funcionar, pode ser hora de substituir o componente. Primeiro, dessolde cuidadosamente o componente defeituoso do PCB usando um ferro de solda e uma trança dessoldadora ou um sugador de solda para limpar toda a solda antiga. Uma vez livre, limpe a área com álcool isopropílico, removendo qualquer solda restante ou outros detritos. Coloque um novo componente em sua posição, certificando-se de que ele esteja alinhado corretamente com as almofadas do PCB. Solde o novo componente, certificando-se de que cada conexão esteja sólida e livre de muita solda. Você também precisará fazer alguns testes para verificar se a nova peça está fixada no lugar e se não há nenhuma junta de solda fria restante.

Perguntas Frequentes

Agora, você já sabe muito sobre juntas de solda fria, mas talvez ainda tenha mais algumas perguntas relacionadas a esse problema de PCB. Vamos respondê-las!

• Como é uma boa junta de solda?

Deve ser brilhante e côncavo. Deve ter uma inclinação fácil, mas de preferência entre 40 a 70 graus. Não deve haver solda excessiva na junta. A solda deve fluir em todas as direções ao redor da junta e terminar em uma superfície extremamente lisa, plana e ligeiramente abaulada. Se você observar uma grande gota de solda arredondada ao redor da junta, esse tipo de coisa não é nada bom para montagens profissionais. Para ser preciso, tal gota pode resultar em conexões não confiáveis ​​ou provavelmente também dar origem a problemas no circuito. Para a melhor maneira de evitar solda fria, é melhor ter uma empresa de montagem de PCB confiável como a PCBTok.

• Qual é a diferença entre um baseado frio e um baseado seco?

A junta seca ocorre quando a solda é movida antes de esfriar e solidificar completamente. Solda não eutética ligas têm uma faixa plástica limitada; portanto, a junta não deve ser movida durante o resfriamento através das temperaturas liquidus e solidus. Se for movida nesta fase de resfriamento, isso resultará em conexões fracas e não confiáveis. Por outro lado, quando a solda não derrete bem o suficiente durante o processo de soldagem, ocorre uma junta fria. Isso se deve a um ferro de solda pouco entusiasmado ou à má administração da solda. As juntas frias são mal formadas e não podem conduzir eletricidade adequadamente.

Conclusão

Em resumo, é necessário um entendimento adequado dos defeitos de juntas de solda fria e sua melhora. Isso é para que as montagens das placas de circuito impresso sejam adequadamente confiáveis ​​e tenham um bom desempenho. Esses defeitos são causados ​​por calor insuficiente, limpeza inadequada e aplicação incorreta de solda. Isso pode levar a problemas críticos, como problemas de condutividade elétrica, instabilidade mecânica e superaquecimento. Esses defeitos podem ser detectados e corrigidos antes que possam causar problemas com os dispositivos eletrônicos de alguém por meio de identificações usando métodos eficazes. Isso pode incluir inspeção visual, teste de resistência e até mesmo inspeção por imagem térmica e raio-X. Como costuma ser o caso, uma onça de prevenção vale um quilo de cura, e a adesão às melhores práticas de limpeza, aplicação de calor e qualidade da pasta de solda contribuirá muito para a prevenção de juntas de solda fria.