PCB06_Copertina (200x267).indd - B2B24 - Il Sole 24 Ore
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montaggio superficiale e press fit obbliga<br />
all’uso di maschere per evitare<br />
che la scheda e i componenti vengano<br />
a trovarsi a diretto contatto con l’onda.<br />
Parametri quali il design delle maschere<br />
di saldatura, il loro spessore, la<br />
forma dei bordi, la frequenza di utilizzo<br />
e la manutenzione cambiano con<br />
l’utilizzo di leghe lead free.<br />
Lo sviluppo del processo di saldatura<br />
ad onda deve tenere conto di alcuni<br />
elementi, quali composizione della lega,<br />
tipo di flussante, requisiti inerenti il<br />
preriscaldo, ottimizzazione delle onde.<br />
Inoltre, i nuovi materiali e le nuove<br />
caratteristiche del processo provocano<br />
un aumento del consumo elettrico della<br />
saldatrice.<br />
La decisione di utilizzare flussanti<br />
VOC free (meno dannosi per le esalazioni<br />
tossiche) in concomitanza con<br />
l’introduzione di leghe senza piombo,<br />
comporta l’aumento delle temperature<br />
di preriscaldo oltre i 120 °C sul lato<br />
top della scheda, mentre sul lato bottom<br />
la temperatura è dai 5 ai 30 °C (a<br />
seconda della complessità della scheda)<br />
maggiore che sul lato top.<br />
La quantità di energia necessaria per<br />
far evaporare il flussante a base acquosa<br />
è maggiore, e qualora esistessero limiti<br />
nelle capacità dei moduli di preriscaldo,<br />
potrebbe rendersi necessario<br />
diminuire la velocità del convogliatore.<br />
L’utilizzo della maschera di saldatura<br />
aggiunge ulteriori difficoltà nell’ottimizzazione<br />
dei processi di flussatura e<br />
preriscaldo.<br />
<strong>Il</strong> rapporto tra la temperatura del<br />
processo e il tempo di contatto della<br />
lega dipende dal tipo di tecnologia utilizzata<br />
e dalla complessità della scheda:<br />
PCB a singolo lato possono essere<br />
processate a temperature di 250-260<br />
°C (relativamente basse per il lead free)<br />
con tempo di contatto di 2-5 secondi,<br />
mentre schede a due lati con ovvie necessità<br />
di ottenere una buona risalita<br />
richiedono temperature di 260-265 °C<br />
e tempi di contatto sino a 3-8 secondi.<br />
Fig. 2 - Solder Wicking, ovvero la risalita dello stagno sul componente<br />
Difetti reali o questione<br />
di estetica?<br />
È necessario comprendere le caratteristiche<br />
della saldatura lead free: come<br />
appaiono i giunti di saldatura, quali difetti<br />
bisogna aspettarsi e come è possibile<br />
aumentare la qualità e mantenere<br />
basso il livello di difettosità.<br />
Perché la saldatura abbia successo è<br />
necessario che i componenti a contatto<br />
con la lega siano in grado di sopportare<br />
il processo senza danneggiarsi, e che<br />
abbiano come caratteristica una buona<br />
saldabilità (bagnabilità a contatto con la<br />
pasta). Inoltre la forma del giunto deve<br />
essere tale che la pasta resti liquida<br />
durante il processo di saldatura e non<br />
scenda sotto il punto di fusione durante<br />
il processo (saldabilità termica).<br />
La differenza principale tra le connessioni<br />
create con un processo stagnopiombo<br />
e uno lead free è in come appare<br />
la superficie di saldatura.<br />
La prima cosa che si nota nei giunti<br />
saldati con lead free è la loro apparenza<br />
ruvida e frastagliata, ben diversa<br />
dai giunti lisci e lucenti che sono caratteristici<br />
dell’utilizzo di leghe stagnopiombo.<br />
Affidandosi ai criteri estetici delle leghe<br />
classiche, i giunti lead free risulterebbero<br />
difettosi sulla base della loro<br />
apparenza, mentre è importante differenziare<br />
gli aspetti visivi dai reali difetti<br />
che potrebbero compromettere l’affidabilità<br />
dei giunti di saldatura.<br />
Tipici elementi di saldatura quali<br />
criccature e sollevamento del giunto o<br />
del pad (fillet e pad lifting), contrazione<br />
della superficie e formazione di vuoti<br />
(voids) sono da valutare per stabilire se<br />
essi costituiscano un difetto di saldatura<br />
oppure una semplice anomalia estetica.<br />
I difetti già riconosciuti come tali sono<br />
raggruppabili a seconda della caratteristica<br />
che li causa:<br />
1 - Materiali delle schede e temperature<br />
più alte<br />
2 - Danni ai componenti e mix non desiderati<br />
3 - Mancato flussaggio ed alte temperature<br />
4 - Caratteristiche delle leghe senza<br />
piombo<br />
5 - Contaminazione della saldatura<br />
6 - Surriscaldamento e altri difetti di rifusione.<br />
1 - Materiali delle schede e temperature<br />
più alte<br />
Temperature di saldatura più alte<br />
possono portare a vari difetti potenziali.<br />
Una bassa qualità della scheda unita<br />
agli effetti derivanti dall’aumento delle<br />
temperature può causare imbarcamen-<br />
PCB giugno 2012<br />
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