5 самых частых дефектов СМД-пайки и как их избежать

Знаете, сколько дефектных плат уходит в переделку из-за ошибок пайки? По статистике, до 15% в линиях без должного контроля процесса. Разбираем пять самых распространённых дефектов, причины их появления и методы профилактики.

Дефект №1 «Надгробная плита» (Tombstoning)

Компонент встаёт вертикально, одним концом отрываясь от площадки. Выглядит как надгробие — отсюда и название.
Причины: неравномерный прогрев двух торцов компонента в печи оплавления, несимметричное нанесение паяльной пасты, слишком маленький компонент при большом тепловом дисбалансе.
Меры: оптимизировать температурный профиль печи, откалибровать трафарет под точный объём пасты на обе площадки, соблюдать правила разводки — площадки должны быть одинакового размера.

Дефект №2 «Перемычка припоя» (Solder bridge)

Два соседних контакта соединяются случайной перемычкой — классика коротких замыканий.
Причины: избыточное количество паяльной пасты (неверная апертура трафарета), слишком быстрый нагрев в зоне оплавления, неточная установка компонентов.
Меры: проверить апертуры трафарета и уменьшить при необходимости, скорректировать профиль (плавный подъём температуры), настроить точность головки установщика.

Дефект №3 «Холодная пайка» (Cold Solder Joint)

Матовая, зернистая, «рыхлая» поверхность паяного соединения. Контакт есть, но ненадёжный — откажет при вибрации или перепаде температур.
Причины: недостаточная температура в зоне пайки, движение компонента при кристаллизации припоя, окисление поверхности или загрязнение флюса.
Меры: проверить термопрофиль (пиковая температура выше ликвидуса на 20–30 °C), исключить вибрацию конвейера в зоне охлаждения, контролировать срок годности пасты.

Дефект №4 «Пустоты в паяном соединении» (Solder Voids)

Газовые полости внутри точки пайки невидимы снаружи, выявляются только рентгеном. Особенно критичны для BGA и QFN корпусов.
Причины: испарение растворителей флюса при слишком быстром нагреве, повышенная влажность паяльной пасты, загрязнение площадок.
Меры: удлинить зону предварительного нагрева в термопрофиле, хранить пасту при 2–10 °C и выдерживать перед вскрытием, внедрить рентгеновский контроль (AXI) для BGA/QFN.

Дефект №5 «Шарики припоя» (Solder Balls)

Мелкие шарики припоя рассыпаются по поверхности платы рядом с компонентами. Риск коротких замыканий при вибрации или транспортировке.
Причины: влага в пасте или на плате, вытекание пасты за пределы площадки, слишком резкий подъём температуры в начале оплавления.
Меры: предварительно прогревать платы для удаления влаги (baking), контролировать точность печати пасты через инспекцию SPI, замедлить скорость нагрева на этапе предварительного прогрева.