Causes, tests et astuces pour éviter une soudure insuffisante dans votre circuit imprimé

Introduction

Une soudure insuffisante peut être un problème frustrant pour les concepteurs de circuits imprimés, en particulier lorsqu'il s'agit de dépannage. Il existe de nombreux facteurs différents qui peuvent contribuer à ce problème. Il est donc difficile d'identifier la cause exacte d'une soudure insuffisante sur votre carte.

Dans cet article, nous passerons en revue certaines des causes les plus courantes d'une soudure insuffisante, ainsi que quelques conseils que vous pouvez utiliser pour l'éviter dans votre travail de conception de PCB.

Soudure insuffisante

Qu'est-ce qu'une soudure insuffisante ?

C'est un problème qui peut survenir lorsque vous soudez un composant sur un circuit imprimé. Cela arrive lorsque vous avez trop de soudure sur le plot du composant. Cela l'empêche d'entrer en contact avec le PCB.

Une soudure insuffisante est un problème qui peut survenir lorsque vous soudez un joint. Une soudure insuffisante se produit lorsque le métal en fusion s'accumule ou s'accumule autour du fil mais ne le recouvre pas complètement. Cela peut entraîner des problèmes de conductivité électrique et de résistance mécanique. L'articulation peut être faible et se casser facilement. Il se peut qu'il ne soit pas en mesure de transporter suffisamment de courant pour alimenter votre projet.

Soudure insuffisante et différence de soudure excessive

Une soudure insuffisante se produit lorsqu'il n'y a pas assez de soudure pour combler l'espace entre les composants assemblés par la chaleur du processus de soudure. Cela peut être dû au fait qu'il n'y a pas assez de flux dans le joint, pas assez de chaleur ou pas assez de temps pour que la soudure s'écoule dans tous les espaces entre les composants. Si cela se produit, il y aura un écart entre les composants qui n'étaient pas prévus.

Un excès de soudure se produit lorsqu'il y a trop de soudure pour une taille et une configuration de joint données. Cela peut se produire lorsqu'une trop grande quantité de flux a été appliquée à un joint. Également lorsqu'une très petite zone est soudée mais que trop de chaleur y a été appliquée. L'excès de soudure s'écoulera au-delà de l'endroit où il devrait aller. Créer une bosse au-dessus du joint au lieu d'une surface plane.

Causes d'une soudure insuffisante

Il existe de nombreuses causes de soudure insuffisante. Voici quelques-uns des plus courants :

Dérivations non coplanaires

Lorsque vous soudez, votre objectif est de vous assurer que tous les fils sont en contact avec la pastille et qu'aucune bulle d'air ne se forme entre eux. Cela peut se produire lorsque les fils du composant ne sont pas parfaitement coplanaires ou qu'ils ne sont pas à la même hauteur.

Déformation excessive

Une soudure insuffisante peut également être causée par ceux-ci lors de la soudure. Une fois les composants soudés, laissez la soudure refroidir pendant au moins 5 secondes. Si les pièces se sont déformées avant que ce délai ne soit écoulé. Il sera difficile pour la soudure de former une liaison adéquate et cela pourrait entraîner une soudure insuffisante.

Mauvais mouillage

Le mouillage est le processus par lequel un fluide comme la soudure se répand sur une surface comme un PCB. Il est important que la soudure puisse se répandre facilement et uniformément sur toute la surface car sinon, elle ne se formera que le long de certaines zones. Le joint de soudure résultant sera faible, ce qui peut entraîner une défaillance du circuit.

Paramètres d'impression incorrects

Une soudure insuffisante est causée par des paramètres d'impression incorrects. La cause la plus fréquente d'une soudure insuffisante est lorsque la température de l'extrudeuse est trop basse, ce qui fait que le plastique s'écoule trop lentement et ne remplit pas la totalité de la panne à souder.

Une autre chose à surveiller est une taille de buse incorrecte. Si votre buse est trop grande, beaucoup de plastique s'écoulera d'un coup au lieu de s'écouler de manière plus constante au fil du temps, ce qui peut entraîner une quantité de soudure incohérente à chaque impression.

Ouverture de pochoir bloquée

Les pochoirs sont utilisés pour appliquer la pâte à souder sur les PCB. La pâte est répartie uniformément sur les zones du tampon avant d'être fondue par une plaque chauffante ou un four. Lorsqu'il n'y a pas de trous dans le pochoir, cela empêche la soudure de se transférer correctement sur les pastilles, ce qui peut entraîner un flux de soudure insuffisant.

Le problème avec ce problème est qu'il peut être difficile à détecter à première vue. Lorsque vous utilisez une caméra infrarouge, vous ne verrez peut-être aucune différence entre avoir des trous dans votre pochoir ou ne pas en avoir.

Impression de soudure mal alignée

La cause d'une soudure insuffisante peut être attribuée à l'alignement de l'impression de soudure, qui est la distance entre les pastilles et les traces sur la carte. Si la carte a été imprimée avec une impression mal alignée, il y aura trop ou trop peu d'espace entre les pastilles et les pistes, ce qui entraînera une soudure insuffisante.

Épaisseur de pochoir incorrecte

Lorsqu'un pochoir est trop fin, il n'y aura pas assez de soudure pour remplir tous les trous de la carte. Le résultat sera des connexions de soudure manquantes et d'éventuels courts-circuits.

Lorsqu'un pochoir est trop épais, il ne permet pas à suffisamment de chaleur de le traverser et de faire fondre la pâte à braser de manière adéquate.

Taille de tampon excessive

Lorsque vous concevez votre PCB, il est important de vous assurer que tous vos plots sont suffisamment grands pour accueillir la quantité de soudure nécessaire pour établir une bonne connexion entre les couches. Si vous avez des pastilles plus grandes que cela, vous vous retrouverez avec une soudure insuffisante sur votre carte et vous aurez du mal à établir de bonnes connexions.

Si vous remarquez que vos cartes de circuits imprimés ont du mal à établir de bonnes connexions, commencez par rechercher de grandes pastilles sur votre carte et voyez s'il y a quelque chose à leur sujet qui pourrait être changé.

Préchauffage trop agressif

Le but du préchauffage est d'éliminer toute humidité de la planche, et cela se fait en la chauffant rapidement puis en la refroidissant tout aussi rapidement. Si le préchauffage est trop agressif, cela peut faire couler la soudure trop rapidement lorsque vous venez de la souder.

Le moyen le plus simple d'éviter une soudure insuffisante est d'utiliser une température plus basse pour votre préchauffage.

Température de refusion maximale non atteinte

Le processus de refusion est utilisé pour souder les composants et les pastilles ensemble, ce qui rend le produit final plus durable et fiable. Cependant, si la température n'est pas assez élevée, il y aura une soudure insuffisante sur chaque pastille. Cela peut entraîner de mauvaises connexions entre les composants ou les pads, les faisant se détacher ou tomber complètement en panne.

Four défectueux

Le four à souder est utilisé pour chauffer la carte de circuit imprimé afin de permettre à la soudure de fondre et de couler sur les pastilles de la carte de circuit imprimé. S'il n'y a pas assez de chaleur, la soudure ne coulera pas correctement, ce qui entraînera une soudure insuffisante.

Tests sur la façon de savoir si la soudure est insuffisante dans votre circuit imprimé

Si vous rencontrez des problèmes avec votre PCB, voici quelques tests à faire pour déterminer si le problème est une soudure insuffisante.

Choc thermique

Le test de choc thermique est un moyen de déterminer si votre PCB a suffisamment de soudure. Il fonctionne en augmentant la température de votre circuit imprimé, puis en le refroidissant rapidement. S'il n'y a pas assez de soudure dans votre carte de circuit imprimé, elle se fissurera ou se déformera lorsqu'elle sera soumise à ces changements soudains de température.

Vibration aléatoire

Ce test est conçu pour déterminer s'il n'y a pas suffisamment de soudure dans les joints de votre PCB. Le test sera effectué en plaçant la planche dans une machine à vibration qui la secouera pendant un temps donné. Si la soudure est insuffisante, la carte ne tiendra pas pendant ce test.

Environnement combiné

Il existe de nombreuses façons de tester une soudure insuffisante dans vos PCB, mais l'une des meilleures façons consiste à exécuter un test d'environnement combiné. Ce test utilise à la fois des contraintes thermiques et mécaniques sur un PCB sous différentes températures et niveaux d'humidité pendant une période de temps spécifiée.

Les résultats montreront s'il y a des fissures ou des trous dans votre planche qui pourraient causer des problèmes plus tard lorsque vous l'utiliserez. S'il n'y a pas assez de soudure sur votre carte, vous verrez une sorte de dommage après avoir exécuté ce test. Par exemple : si vous avez des fissures ou des trous dans une zone où il devrait y avoir de la soudure mais qui ne l'est pas, cela signifie qu'il n'y a pas assez de soudure pour maintenir les choses ensemble correctement pendant le fonctionnement.

Test de pliage

Le test de pliage est un moyen simple de déterminer s'il n'y a pas suffisamment de soudure dans votre PCB. Ce test peut être effectué à la main ou à la machine. Si vous l'exécutez à la main, vous aurez besoin d'une loupe et d'une source de lumière puissante. Si vous l'effectuez avec une machine, de nombreux appareils sur le marché peuvent effectuer ce test pour vous.

Pour effectuer ce test, placez le PCB sous contrôle sur une surface plane et recherchez toute fissure ou autre signe de fissuration ou de séparation de la carte. S'il y a des fissures, vous devriez envisager de ressouder votre carte avant de l'utiliser à nouveau.

Conseils pour éviter une soudure insuffisante

Une soudure insuffisante est un problème courant lors de la soudure. Voici quelques conseils pour éviter une soudure insuffisante :

Imprimer assez de pâte à souder

L'une des choses les plus importantes que vous puissiez faire pour éviter une quantité insuffisante de pâte à souder est d'imprimer suffisamment de pâte. Vous voulez vous assurer que vous imprimez suffisamment de pâte à souder pour qu'elle recouvre toute la carte. Si vous n'imprimez pas assez, il y aura des points sur votre carte où il n'y aura pas de pâte à souder du tout. Ces points ne seront pas recouverts par la soudure lorsque vous appliquez de la chaleur.

Afin d'éviter ce problème, assurez-vous que vous imprimez suffisamment de pâte à souder pour chaque couche de votre carte. Cela garantira que tous vos trous seront remplis de soudure. Aucune partie de votre circuit imprimé n'est laissée à découvert par la soudure.

Couvrir les vias avec Soldermask

Lorsque vous soudez, il est facile de laisser accidentellement une partie de votre soudure s'écouler sur les vias qui connectent les composants de votre carte de circuit imprimé. Cela peut être un problème. Il n'y a aucun moyen pour la soudure d'entrer en contact avec le tampon en dessous après qu'il ait refroidi.

Pour éviter une soudure insuffisante, vous devez couvrir les vias avec un masque de soudure. Cela empêchera la soudure de créer un pont et de créer un point faible dans votre PCB.

Alignement précis de la pâte à souder d'impression

La pâte à souder est une partie essentielle du produit final. Il est utilisé pour combler les lacunes entre les composants et les composants et fournit une connexion électrique solide entre eux. Si vous n'avez pas assez de pâte à souder, vos connexions peuvent être faibles ou court-circuitées, ce qui peut causer des problèmes à long terme.

Vous pouvez éviter une quantité insuffisante de pâte à souder en utilisant un outil d'alignement précis pour placer la pâte à souder sur vos PCB. Cela garantira que tous vos composants sont correctement connectés et qu'il n'y a pas de vide entre eux.

Alignement précis des composants

Si vous voulez éviter une soudure insuffisante, assurez-vous que vos composants sont correctement alignés. Il ne suffit pas de les assembler et d'espérer le meilleur - vous devez vous assurer qu'ils sont correctement alignés pour qu'ils puissent conduire efficacement l'électricité.

Préchauffage approprié pour éviter le gauchissement

Le problème est que beaucoup de gens pensent qu'ils peuvent simplement mettre leur connecteur en place et commencer à souder tout de suite, mais ce n'est pas comme ça que ça marche. Afin d'éviter une soudure insuffisante et de mauvaises connexions, vous devez préchauffer vos connecteurs et connecteurs. Vous devez les nettoyer avant d'appliquer toute soudure. En faisant cela, vous pouvez vous assurer qu'il n'y a pas d'oxydation ou d'autres contaminants sur l'un ou l'autre. Cela pourrait affecter la qualité ou la durabilité de votre connexion dans le temps.

Bonne soudure dans PCB

Conclusion

Les conseils énumérés ci-dessus vous aideront à utiliser les matériaux et les processus les plus appropriés pour éviter une soudure insuffisante dans votre PCB et avoir à commander un nouveau lot de cartes. Ils vous aideront également à savoir où chercher si vous n'avez pas suffisamment de soudure afin que vous puissiez résoudre le problème dès que possible. Plus tôt vous trouvez les problèmes, mieux c'est. Sinon, cela pourrait entraîner des problèmes plus tard sur la ligne, tels que des bris mécaniques ou même des problèmes de connectivité électrique.