Estrategias Expertas para Eliminar Defectos de No Mojado en la Producción de PCB

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¿Qué es un Defecto de No Mojado?

Un defecto de no mojado es un defecto de soldadura que ocurre cuando el soldadura fundida no se une al metal base en la placa. Cuando esta unión falla, el soldadura puede no adherirse a los terminales de los componentes o a los pads del PCB para permitir que se fijen de forma segura entre sí. El material de la superficie de la placa permanecerá expuesto, y el propio soldadura puede verse granulado o sin brillo. El no mojado también conduce directamente a la formación de vacíos —la creación de huecos dentro de una unión de soldadura que carecen de material de soldadura.

No Mojado vs. Desmojado

Un defecto de no mojado es diferente del desmojado. ¿Cuál es el significado del desmojado de soldadura?

El desmojado ocurre cuando el soldadura fundida cubre inicialmente los terminales de los componentes y los pads del PCB, pero luego se retrae de estas partes, dejando algunas áreas delgadas de soldadura en el metal base y algunos grumos irregulares y gruesos. El material de la superficie de la placa generalmente no permanece expuesto. Cuando ocurre el desmojado, suele afectar a las uniones de soldadura y la calidad de su filete.

Los defectos de no mojado ocurren a menudo, aunque no siempre, con soldaduras sin plomo como las de estaño-plata-cobre. Algunos metales son más propensos al no mojado que otros porque diferentes metalizaciones tienen diferentes características de absorción y extensión. Las placas de cobre desnudo recubiertas con conservante orgánico de soldabilidad (OSP) son a menudo susceptibles al no mojado de los pads del PCB, especialmente si han pasado por más de un ciclo térmico. Por otro lado, el estaño puro tiende a extenderse bien y reducir el no mojado, al igual que los acabados de inmersión de plata. Las aleaciones de níquel-oro también tienden a soldar bien y minimizar el no mojado siempre que no contengan impurezas.

Por Qué es Importante Corregir los Defectos de No Mojado

¿Por qué es tan esencial abordar los defectos de no mojado en los PCB? El no mojado puede causar problemas estructurales graves que afectan la función y el rendimiento de una placa.

El no mojado en un PCB crea uniones de soldadura inestables. Cuando las uniones en una placa de circuito son inestables, pueden romperse o proporcionar una conductividad eléctrica deficiente. Y cuando el soldadura no se adhiere al metal base, los componentes y los pads del PCB no quedarán firmemente fijados a la placa. Pueden quedar sueltos y formar conexiones deficientes, o pueden caerse, ya sea inmediatamente o cuando se someten a estrés. Sin sus componentes adecuados firmemente en su lugar, el PCB no funcionará correctamente.

Causas Comunes de los Defectos de No Mojado

Los defectos de no mojado tienen varias causas comunes. A continuación se enumeran muchas razones por las que puede ocurrir el no mojado en un PCB:

1. Acabado de PCB Inadecuado

El acabado en una placa de circuito impreso contribuye en gran medida a determinar qué tan bien se refluirá el soldadura y cuánto mojado ocurrirá. Si el acabado es inadecuado y gran parte de la placa desnuda permanece expuesta, el soldadura se refluirá con más dificultad y se adherirá mal al PCB.

2. Plateado de Pines Incorrecto

Si los pines de cobre en un PCB reciben un plateado de cobre inadecuado antes de someterse a plateado de estaño/plomo, pueden volverse susceptibles al no mojado. La razón es que un plateado de cobre suficiente es esencial para evitar que el zinc interfiera con el plateado de estaño/plomo y mantenga el soldadura de adherirse correctamente.

3. Flux Degradado

El flux viejo y degradado —el agente de limpieza químico utilizado antes y después de la soldadura— puede llevar rápidamente al no mojado. El flux se degrada rápidamente en un recipiente abierto. Incluso si su contenido de sólidos permanece constante, su rendimiento disminuirá sustancialmente. Los cambios regulares de flux ayudan a prevenir este problema.

4. Tipo Incorrecto de Flux

El tipo de flux utilizado para la limpieza también puede determinar si ocurre el no mojado en un PCB. En general, los fluxes de alta actividad conducen a una buena soldabilidad y un menor riesgo de no mojado. Por el contrario, los fluxes de baja actividad y bajo residuo pueden causar una soldabilidad deficiente y una mayor probabilidad de no mojado. Un flux con baja actividad será insuficiente para eliminar los óxidos de la superficie del PCB, y los óxidos impedirán el mojado.

5. Espesor Incorrecto de Estaño/Plomo

Cuando las placas contienen un plateado demasiado delgado de estaño y plomo, el espesor incorrecto conduce a una mala soldabilidad y al no mojado. Un recubrimiento más delgado tiene una vida útil más corta y puede no durar hasta que se produce la soldadura.

6. Tiempos de Almacenamiento Prolongados

Si la placa permanece en almacenamiento demasiado tiempo, la soldadura efectiva se vuelve más difícil, y la probabilidad de no mojado aumenta. Como hemos visto, la soldabilidad generalmente corresponde directamente al espesor del plateado. Durante un período de almacenamiento prolongado, el plateado necesario para una buena soldabilidad puede degradarse. Un PCB almacenado durante un año o más puede tener un mayor riesgo de mala soldabilidad y no mojado.

7. Resina de Placa Mal Aplicada

Si la resina en un PCB se mancha, puede interferir con la soldadura y causar no mojado. Por ejemplo, la resina de la placa puede mancharse en las esquinas de un pin y causar no mojado en esas áreas.

8. Problemas con el Baño

En algunos casos, el no mojado puede ocurrir en todo el recubrimiento de la placa impresa. Por ejemplo, un recubrimiento superficial de oro en un PCB podría causar no mojado en toda su superficie debido a desequilibrios en el baño de oro electrolítico.

9. Oxidación

La oxidación en la superficie que recibe la soldadura a menudo puede llevar al no mojado. Los óxidos intervienen entre el soldadura y el metal base y evitan la adhesión adecuada. Cuando esto sucede, el no mojado puede ocurrir en cada parte de la superficie que se ha oxidado.

10. Pasta de Soldadura Insuficiente

Un volumen bajo de pasta de soldadura causa frecuentemente el no mojado porque una propagación adecuada de pasta de soldadura es necesaria para asegurar uniones de soldadura estables. Cuando el ensamblaje de PCB usa muy poca pasta de soldadura, no puede ocurrir la adhesión adecuada entre el soldadura y la superficie de metal base de la placa. Afortunadamente, una aplicación suficiente de pasta de soldadura a menudo resulta en un 100% de mojado de un PCB.

11. Mala Elección de Pasta de Soldadura

Algunas pastas de soldadura funcionan mejor para prevenir el no mojado que otras. Generalmente, al igual que con los fluxes, una pasta de soldadura de alta actividad será más efectiva que una pasta de soldadura de baja actividad. Mejorará la soldabilidad y minimizará el riesgo de no mojado.

12. Pasta de Soldadura Caducada

Si la pasta de soldadura utilizada en la placa ha pasado su fecha de caducidad, no contendrá flux lo suficientemente fuerte. El flux no será lo suficientemente activo para eliminar los óxidos de la placa y permitir una buena soldabilidad y mojado.

13. Temperaturas de Soldadura Insuficientes

Las temperaturas de soldadura que son demasiado bajas tienden a promover el no mojado en una placa de circuito. El soldadura requiere un cierto umbral térmico para unirse correctamente con el metal base. Si la temperatura durante la soldadura no alcanza ese umbral, el soldadura no se adherirá correctamente a los componentes o a los pads del PCB. Esta dificultad es particularmente común con aleaciones sin plomo, que tienden a tener puntos de fusión más altos que las aleaciones de estaño/plomo.

14. Temperaturas de Soldadura Inconsistentes

Las temperaturas de soldadura inconsistentes o fluctuantes pueden llevar al no mojado en un PCB porque no activan el flux y promueven una mala adhesión del soldadura en ciertas áreas. Si puntos problemáticos específicos en el PCB no reciben calor que alcance la temperatura de activación del flux, el soldadura no se adherirá a esas regiones como debería.

15. Tiempo de Inmersión Demasiado Corto

El tiempo que el soldadura permanece en la placa afecta directamente su capacidad para unirse con el metal base de la superficie del PCB. Si el soldadura no tiene suficiente tiempo para adherirse correctamente, es probable que ocurra no mojado en ubicaciones particulares o en toda la placa.

16. Tiempo de Inmersión Demasiado Largo

Alternativamente, si el soldadura permanece en la placa demasiado tiempo durante el proceso de reflujo, el tiempo extenso puede agotar el flux antes de que pueda tener lugar la soldadura. Si el flux se vuelve inactivo debido al largo tiempo de inmersión, la probabilidad de no mojado aumenta sustancialmente.

17. Incompatibilidad entre Pasta de Soldadura y Material de Plateado

Si el tipo de pasta de soldadura y el material de la capa de plateado en la placa son incompatibles, la pasta de soldadura será ineficaz para permitir conexiones entre los componentes de la superficie y los pads en la placa.

18. Chips Más Pequeños

Los chips más pequeños necesariamente contienen una capa más delgada de pasta de soldadura. En estos casos, la capa de pasta de soldadura puede ser insuficiente para permitir un mojado adecuado de todo el PCB.

19. Flux o Pasta de Soldadura Contaminados

El flux o la pasta de soldadura contaminados no limpiarán la placa ni conectarán los componentes eficazmente y permitirán un mojado adecuado. Los contaminantes también pueden dejar residuos no deseados en el PCB que interfieren con el flujo de soldadura y causan no mojado.

Cómo Corregir los Defectos de No Mojado

Para corregir estos defectos, puede tomar algunos pasos diferentes para promover un buen mojado o abordar el no mojado si ocurre a pesar de sus mejores esfuerzos.

1. Reducir la Oxidación

La oxidación es una de las causas más comunes de defectos de no mojado en PCB. Reducir la oxidación en el polvo de soldadura, los terminales de los componentes y los pads del PCB antes del reflujo puede reducir significativamente el potencial de mal mojado de la placa.

2. Ajustar el Perfil de Reflujo

Para prevenir defectos de no mojado, es posible que desee comenzar ajustando su perfil de reflujo para minimizar las diferencias de temperatura. Puede ajustar y optimizar el perfil de reflujo cambiando la zona de inmersión para proporcionar la rampa de temperatura y exposición adecuadas y prevenir defectos.

3. Reducir la Entrada Total de Calor

Dado que tener una rampa de temperatura demasiado pronunciada durante el reflujo puede causar defectos como puentes, bolas de soldadura, tombstoning y microfisuras, los fabricantes a menudo elevan el perfil de calor general para hacer la rampa de temperatura más moderada. Sin embargo, demasiado calor demasiado pronto puede causar no mojado, así como otros problemas graves como deslaminación de la placa y quema de componentes. Una entrada de calor demasiado alta también puede reducir la actividad del flux de la pasta de soldadura si la pasta tiene tolerancia limitada a la oxidación, lo que nuevamente conduce a un mal mojado.

4. Aumentar la Temperatura Pico de Reflujo

Aunque la entrada total de calor no debería ser demasiado alta, la temperatura pico de reflujo necesita alcanzar un cierto umbral. Si la temperatura de reflujo nunca se vuelve lo suficientemente caliente, no puede ocurrir un mojado adecuado, por lo que las instalaciones deben monitorear cuidadosamente su temperatura pico de reflujo.

5. Reducir el Tiempo de Perfilado

Reducir el tiempo de inmersión durante el reflujo a menudo es beneficioso para reducir el no mojado en todo el PCB. Reducir el tiempo de inmersión ayuda a asegurar que el flux se mantenga activo, elimine óxidos y facilite un mojado adecuado.

6. Mantener el Entorno de Almacenamiento Adecuado

Asegúrese de que el entorno de almacenamiento para sus PCB sea ideal para mantener su calidad a lo largo del tiempo. Si la temperatura y la humedad en el área de almacenamiento no cumplen con los estándares para el almacenamiento a largo plazo de PCB, considere hacer ajustes o elegir otra ubicación de almacenamiento.

7. Prestar Atención a los Tiempos de Almacenamiento

Incluso si su área de almacenamiento cumple con los estándares requeridos, es mejor no usar un PCB que ha estado en almacenamiento por más de un año sin una placa protectora. Una placa almacenada por tanto tiempo puede tener plateado degradado, lo que llevará a una mala soldabilidad y una alta probabilidad de defectos de no mojado.

8. Verificar la Frescura de la Pasta de Soldadura

Como hemos visto, la calidad de la pasta de soldadura utilizada en un PCB tiene un efecto directo en la soldabilidad y el potencial de no mojado. Si su pasta de soldadura está envejecida o caducada, busque pasta más fresca que permita un mojado suficiente en toda la placa.

9. Usar Acabados Superficiales Metálicos de Alta Calidad

Debido a que algunos defectos de no mojado ocurren debido a un acabado superficial metálico inferior en el PCB, atender la calidad del acabado es crítico. Usar un OSP resistente a altas temperaturas es una posibilidad; otra es usar níquel químico inmersión oro (ENIG).

10. Usar Ácido Sulfúrico

Si el no mojado ya ha ocurrido, use ácido sulfúrico para eliminar el soldadura y los óxidos. Prepare una solución de ácido sulfúrico de aproximadamente 2% de concentración y sumerja cada placa defectuosa en ella durante unos minutos. El ácido sulfúrico consumirá el soldadura mal mojado y cualquier óxido de estaño o áreas de migración de estaño en la placa. Una vez hecho esto, la placa estará limpia y lista para un segundo reflujo y resoldadura.

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