Menjembatani solder SMT adalah tantangan umum yang dihadapi oleh produsen elektronik selama proses perakitan. Fenomena ini terjadi ketika solder secara tidak sengaja menghubungkan dua komponen yang berdekatan atau area konduktif, sehingga mengakibatkan korsleting atau gangguan fungsi.Pada artikel ini, kita akan mempelajari seluk-beluk jembatan solder SMT, termasuk penyebabnya, tindakan pencegahan, dan solusi efektif.
1. Apa itu Jembatan Solder PCB SMT:
Penghubung solder SMT juga dikenal sebagai "solder pendek" atau "jembatan solder", terjadi selama perakitan komponen teknologi pemasangan permukaan (SMT) pada papan sirkuit cetak (PCB). Dalam SMT, komponen dipasang langsung ke permukaan PCB, dan pasta solder digunakan untuk membuat sambungan listrik dan mekanis antara komponen dan PCB. Selama proses penyolderan, pasta solder dioleskan ke bantalan PCB dan ujung komponen SMT. PCB kemudian dipanaskan, menyebabkan pasta solder meleleh dan mengalir, sehingga terjadi ikatan antara komponen dan PCB.
2.Penyebab Jembatan Solder PCB SMT:
Penjembatanan solder SMT terjadi ketika sambungan yang tidak diinginkan terbentuk antara bantalan atau kabel yang berdekatan pada papan sirkuit tercetak (PCB) selama perakitan. Fenomena ini dapat menyebabkan korsleting, koneksi yang salah, dan kegagalan peralatan elektronik secara keseluruhan.
Jembatan solder SMT dapat terjadi karena berbagai alasan, termasuk volume pasta solder yang tidak mencukupi, desain stensil yang salah atau tidak selaras, reflow sambungan solder yang tidak memadai, kontaminasi PCB, dan residu fluks yang berlebihan.Jumlah pasta solder yang tidak mencukupi adalah salah satu penyebab jembatan solder. Selama proses pencetakan stensil, pasta solder diterapkan pada bantalan PCB dan kabel komponen. Jika Anda tidak menggunakan cukup pasta solder, Anda mungkin akan mendapatkan ketinggian kebuntuan yang rendah, yang berarti tidak akan ada cukup ruang bagi pasta solder untuk menyambungkan komponen ke bantalan dengan benar. Hal ini dapat menyebabkan pemisahan komponen yang tidak tepat dan terbentuknya jembatan solder antara komponen yang berdekatan. Desain stensil yang salah atau ketidaksejajaran juga dapat menyebabkan penghubungan solder.
Stensil yang dirancang dengan tidak tepat dapat menyebabkan pengendapan pasta solder yang tidak merata selama aplikasi pasta solder. Ini berarti mungkin terdapat terlalu banyak pasta solder di beberapa area dan terlalu sedikit di area lain.Deposisi pasta solder yang tidak seimbang dapat menyebabkan solder menjembatani antara komponen yang berdekatan atau area konduktif pada PCB. Demikian pula, jika stensil tidak sejajar dengan benar selama pengaplikasian pasta solder, hal ini dapat menyebabkan endapan solder tidak sejajar dan membentuk jembatan solder.
Reflow sambungan solder yang tidak memadai adalah penyebab lain dari penghubungan solder. Pada proses penyolderan, PCB dengan pasta solder dipanaskan hingga suhu tertentu sehingga pasta solder meleleh dan mengalir membentuk sambungan solder.Jika profil suhu atau pengaturan reflow tidak diatur dengan benar, pasta solder mungkin tidak meleleh sepenuhnya atau mengalir dengan baik. Hal ini dapat mengakibatkan peleburan yang tidak sempurna dan pemisahan yang tidak memadai antara bantalan atau kabel yang berdekatan, sehingga mengakibatkan penghubungan solder.
Kontaminasi PCB adalah penyebab umum dari penghubungan solder. Sebelum proses penyolderan, kontaminan seperti debu, kelembapan, minyak, atau residu fluks mungkin terdapat pada permukaan PCB.Kontaminan ini dapat mengganggu pembasahan dan aliran solder, sehingga memudahkan solder membentuk sambungan yang tidak disengaja antara bantalan atau kabel yang berdekatan.
Residu fluks yang berlebihan juga dapat menyebabkan terbentuknya jembatan solder. Fluks adalah bahan kimia yang digunakan untuk menghilangkan oksida dari permukaan logam dan meningkatkan pembasahan solder selama penyolderan.Namun, jika fluks tidak dibersihkan secara memadai setelah penyolderan, fluks dapat meninggalkan residu. Residu ini dapat bertindak sebagai media konduktif, memungkinkan solder membuat sambungan yang tidak diinginkan dan menjembatani solder antara bantalan atau kabel yang berdekatan pada PCB.
3. Tindakan pencegahan untuk jembatan solder SMT PCB:
A. Optimalkan desain dan penyelarasan stensil: Salah satu faktor kunci dalam mencegah jembatan solder adalah mengoptimalkan desain stensil dan memastikan keselarasan yang tepat selama aplikasi pasta solder.Ini melibatkan pengurangan ukuran bukaan untuk mengontrol jumlah pasta solder yang disimpan pada bantalan PCB. Ukuran pori yang lebih kecil membantu mengurangi kemungkinan penyebaran pasta solder berlebih dan menyebabkan penghubung. Selain itu, membulatkan tepi lubang stensil dapat meningkatkan pelepasan pasta solder dan mengurangi kecenderungan solder menjembatani antara bantalan yang berdekatan. Menerapkan teknik anti-jembatan, seperti memasukkan jembatan atau celah yang lebih kecil ke dalam desain stensil, juga dapat membantu mencegah penghubungan solder. Fitur pencegahan jembatan ini menciptakan penghalang fisik yang menghalangi aliran solder di antara bantalan yang berdekatan, sehingga mengurangi kemungkinan pembentukan jembatan solder. Penjajaran templat yang tepat selama proses penempelan sangat penting untuk menjaga jarak antar komponen yang diperlukan. Ketidakselarasan menghasilkan pengendapan pasta solder yang tidak merata, yang meningkatkan risiko jembatan solder. Menggunakan sistem penyelarasan seperti sistem penglihatan atau penyelarasan laser dapat memastikan penempatan stensil yang akurat dan meminimalkan terjadinya penghubungan solder.
B. Mengontrol jumlah pasta solder: Mengontrol jumlah pasta solder sangat penting untuk mencegah pengendapan berlebih, yang dapat menyebabkan penghubungan solder.Beberapa faktor harus dipertimbangkan saat menentukan jumlah pasta solder yang optimal. Ini termasuk pitch komponen, ketebalan stensil, dan ukuran pad. Jarak komponen memainkan peran penting dalam menentukan jumlah pasta solder yang diperlukan. Semakin dekat komponen satu sama lain, semakin sedikit pasta solder yang diperlukan untuk menghindari penghubungan. Ketebalan stensil juga mempengaruhi jumlah pasta solder yang disimpan. Stensil yang lebih tebal cenderung menyimpan lebih banyak pasta solder, sedangkan stensil yang lebih tipis cenderung menyimpan lebih sedikit pasta solder. Menyesuaikan ketebalan stensil sesuai dengan persyaratan spesifik perakitan PCB dapat membantu mengontrol jumlah pasta solder yang digunakan. Ukuran bantalan pada PCB juga harus dipertimbangkan saat menentukan jumlah pasta solder yang tepat. Bantalan yang lebih besar mungkin memerlukan volume pasta solder yang lebih banyak, sedangkan bantalan yang lebih kecil mungkin memerlukan volume pasta solder yang lebih sedikit. Menganalisis variabel-variabel ini dengan benar dan menyesuaikan volume pasta solder dapat membantu mencegah pengendapan solder yang berlebihan dan meminimalkan risiko penghubungan solder.
C. Pastikan reflow sambungan solder yang tepat: Mencapai reflow sambungan solder yang tepat sangat penting untuk mencegah jembatan solder.Hal ini melibatkan penerapan profil suhu, waktu tunggu, dan pengaturan reflow yang sesuai selama proses penyolderan. Profil suhu mengacu pada siklus pemanasan dan pendinginan yang dialami PCB selama reflow. Profil suhu yang disarankan untuk pasta solder spesifik yang digunakan harus diikuti. Hal ini memastikan pencairan dan aliran pasta solder secara menyeluruh, memungkinkan pembasahan yang tepat pada kabel komponen dan bantalan PCB sekaligus mencegah reflow yang tidak mencukupi atau tidak lengkap. Waktu tinggal, yang mengacu pada waktu PCB terkena suhu reflow puncak, juga harus dipertimbangkan dengan cermat. Waktu tinggal yang cukup memungkinkan pasta solder mencair sepenuhnya dan membentuk senyawa intermetalik yang diperlukan, sehingga meningkatkan kualitas sambungan solder. Waktu tunggu yang tidak mencukupi mengakibatkan peleburan yang tidak mencukupi, mengakibatkan sambungan solder tidak lengkap dan meningkatkan risiko jembatan solder. Pengaturan reflow, seperti kecepatan konveyor dan suhu puncak, harus dioptimalkan untuk memastikan pencairan dan pemadatan pasta solder secara menyeluruh. Sangat penting untuk mengontrol kecepatan konveyor untuk mencapai perpindahan panas yang memadai dan waktu yang cukup agar pasta solder mengalir dan mengeras. Suhu puncak harus diatur ke tingkat optimal untuk pasta solder tertentu, memastikan reflow lengkap tanpa menyebabkan pengendapan atau penghubungan solder yang berlebihan.
D. Kelola kebersihan PCB: Pengelolaan kebersihan PCB yang tepat sangat penting untuk mencegah penghubungan solder.Kontaminasi pada permukaan PCB dapat mengganggu pembasahan solder dan meningkatkan kemungkinan terbentuknya jembatan solder. Menghilangkan kontaminan sebelum proses pengelasan sangatlah penting. Membersihkan PCB secara menyeluruh menggunakan bahan dan teknik pembersih yang tepat akan membantu menghilangkan debu, kelembapan, minyak, dan kontaminan lainnya. Hal ini memastikan pasta solder membasahi bantalan PCB dan kabel komponen dengan benar, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya jembatan solder. Selain itu, penyimpanan dan penanganan PCB yang tepat, serta meminimalkan kontak manusia, dapat membantu meminimalkan kontaminasi dan menjaga seluruh proses perakitan tetap bersih.
E. Inspeksi dan Pengerjaan Ulang Pasca Penyolderan: Melakukan inspeksi visual menyeluruh dan inspeksi optik otomatis (AOI) setelah proses penyolderan sangat penting untuk mengidentifikasi masalah penghubung solder.Deteksi jembatan solder yang cepat memungkinkan pengerjaan ulang dan perbaikan tepat waktu untuk memperbaiki masalah sebelum menyebabkan masalah atau kegagalan lebih lanjut. Inspeksi visual melibatkan pemeriksaan menyeluruh pada sambungan solder untuk mengidentifikasi tanda-tanda penghubung solder. Alat pembesar, seperti mikroskop atau kaca pembesar, dapat membantu mengidentifikasi keberadaan jembatan gigi secara akurat. Sistem AOI menggunakan teknologi inspeksi berbasis gambar untuk secara otomatis mendeteksi dan mengidentifikasi cacat jembatan solder. Sistem ini dapat dengan cepat memindai PCB dan memberikan analisis rinci tentang kualitas sambungan solder, termasuk keberadaan penghubung. Sistem AOI sangat berguna dalam mendeteksi jembatan solder yang lebih kecil dan sulit ditemukan yang mungkin terlewatkan selama inspeksi visual. Setelah jembatan solder ditemukan, jembatan tersebut harus dikerjakan ulang dan segera diperbaiki. Ini melibatkan penggunaan alat dan teknik yang tepat untuk menghilangkan kelebihan solder dan memisahkan sambungan jembatan. Mengambil langkah-langkah yang diperlukan untuk memperbaiki jembatan solder sangat penting untuk mencegah masalah lebih lanjut dan memastikan keandalan produk jadi.
4. Solusi Efektif untuk Menjembatani Solder PCB SMT:
A. Pematrian manual: Untuk jembatan solder yang lebih kecil, pelepasan solder manual adalah solusi yang efektif, menggunakan besi solder berujung halus di bawah kaca pembesar untuk mengakses dan melepaskan jembatan solder.Teknologi ini memerlukan penanganan yang hati-hati untuk menghindari kerusakan pada komponen di sekitarnya atau area konduktif. Untuk melepaskan jembatan solder, panaskan ujung besi solder dan tempelkan dengan hati-hati pada sisa solder, lelehkan dan pindahkan ke luar. Penting untuk memastikan bahwa ujung besi solder tidak bersentuhan dengan komponen atau area lain untuk menghindari kerusakan. Metode ini bekerja paling baik ketika jembatan solder terlihat dan dapat diakses, dan harus berhati-hati untuk membuat gerakan yang tepat dan terkendali.
B. Gunakan besi solder dan kawat solder untuk pengerjaan ulang: Pengerjaan ulang menggunakan besi solder dan kawat solder (juga dikenal sebagai jalinan pematrian) adalah solusi efektif lainnya untuk menghilangkan jembatan solder.Sumbu solder terbuat dari kawat tembaga tipis yang dilapisi fluks untuk membantu proses pematrian. Untuk menggunakan teknik ini, sumbu solder ditempatkan di atas kelebihan solder dan panas dari besi solder diterapkan ke sumbu solder. Panas melelehkan solder dan sumbu menyerap solder cair, sehingga menghilangkannya. Metode ini memerlukan keterampilan dan ketelitian untuk menghindari kerusakan komponen halus, dan seseorang harus memastikan cakupan inti solder yang memadai pada jembatan solder. Proses ini mungkin perlu diulang beberapa kali untuk menghilangkan solder sepenuhnya.
C. Deteksi dan pelepasan jembatan solder otomatis: Sistem inspeksi canggih yang dilengkapi dengan teknologi visi mesin dapat dengan cepat mengidentifikasi jembatan solder dan memfasilitasi pelepasannya melalui pemanasan laser lokal atau teknologi jet udara.Solusi otomatis ini memberikan akurasi dan efisiensi tinggi dalam mendeteksi dan menghilangkan jembatan solder. Sistem visi mesin menggunakan kamera dan algoritma pemrosesan gambar untuk menganalisis kualitas sambungan solder dan mendeteksi anomali apa pun, termasuk jembatan solder. Setelah teridentifikasi, sistem dapat memicu berbagai mode intervensi. Salah satu metode tersebut adalah pemanasan laser lokal, di mana laser digunakan untuk memanaskan dan melelehkan jembatan solder secara selektif sehingga dapat dengan mudah dilepas. Metode lain melibatkan penggunaan jet udara terkonsentrasi yang menerapkan aliran udara terkontrol untuk menghilangkan kelebihan solder tanpa mempengaruhi komponen di sekitarnya. Sistem otomatis ini menghemat waktu dan tenaga sekaligus memastikan hasil yang konsisten dan andal.
D. Gunakan penyolderan gelombang selektif: Penyolderan gelombang selektif adalah metode pencegahan yang mengurangi risiko jembatan solder selama penyolderan.Tidak seperti penyolderan gelombang tradisional, yang merendam seluruh PCB dalam gelombang solder cair, penyolderan gelombang selektif hanya menerapkan solder cair ke area tertentu, melewati komponen yang mudah menjembatani atau area konduktif. Teknologi ini dicapai dengan menggunakan nosel yang dikontrol secara tepat atau gelombang pengelasan bergerak yang menargetkan area pengelasan yang diinginkan. Dengan menerapkan solder secara selektif, risiko penyebaran dan penghubungan solder yang berlebihan dapat dikurangi secara signifikan. Penyolderan gelombang selektif sangat efektif pada PCB dengan tata letak yang rumit atau komponen dengan kepadatan tinggi di mana risiko penghubungan solder lebih tinggi. Ini memberikan kontrol dan akurasi yang lebih besar selama proses pengelasan, meminimalkan kemungkinan terjadinya jembatan solder.
Singkatnya, Menjembatani solder SMT merupakan tantangan signifikan yang dapat berdampak pada proses manufaktur dan kualitas produk dalam produksi elektronik. Namun, dengan memahami penyebab dan mengambil tindakan pencegahan, produsen dapat mengurangi terjadinya solder bridging secara signifikan. Mengoptimalkan desain stensil sangat penting karena memastikan pengendapan pasta solder yang tepat dan mengurangi kemungkinan kelebihan pasta solder yang menyebabkan penghubung. Selain itu, mengontrol volume pasta solder dan parameter reflow seperti suhu dan waktu dapat membantu mencapai pembentukan sambungan solder yang optimal dan mencegah penghubungan. Menjaga permukaan PCB tetap bersih sangat penting untuk mencegah penghubungan solder, jadi penting untuk memastikan pembersihan yang benar dan menghilangkan kontaminan atau residu apa pun dari papan. Prosedur inspeksi pasca pengelasan, seperti inspeksi visual atau sistem otomatis, dapat mendeteksi keberadaan jembatan solder dan memfasilitasi pengerjaan ulang tepat waktu untuk mengatasi masalah ini. Dengan menerapkan langkah-langkah pencegahan ini dan mengembangkan solusi yang efektif, produsen elektronik dapat meminimalkan risiko jembatan solder SMT dan memastikan produksi perangkat elektronik yang andal dan berkualitas tinggi. Sistem kontrol kualitas yang kuat dan upaya perbaikan berkelanjutan juga penting untuk memantau dan menyelesaikan masalah penghubungan solder yang berulang. Dengan mengambil langkah yang tepat, produsen dapat meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi biaya yang terkait dengan pengerjaan ulang dan perbaikan, dan pada akhirnya menghasilkan produk yang memenuhi atau melampaui harapan pelanggan.
Waktu posting: 11 Sep-2023
Kembali
