Puentes de soldadura en PCB: causas, detección y prevención

Un puente de soldadura es una conexión de soldadura no deseada entre dos pads, terminales o terminaciones adyacentes que deberían estar aislados eléctricamente, y provoca un cortocircuito en la tarjeta ensamblada. Es más común en componentes de paso fino como QFP, SOIC, QFN y conectores, donde la separación entre pads vecinos es tan pequeña que el exceso de pasta de soldadura, o la pasta que se escurre, se une durante el reflujo.

¿Qué causa los puentes de soldadura?

Los puentes se reducen a demasiada soldadura en el lugar equivocado antes del reflujo, o a soldadura fundida que fluye libremente hacia donde no debe:

• Pasta de soldadura: la pasta que se calentó, absorbió humedad o rebasó su vida útil en el stencil pierde viscosidad y se escurre entre pads antes de fundirse.
• Stencil: aperturas demasiado grandes para el pad, un stencil demasiado grueso para el paso más fino de la tarjeta, mal sellado contra la PCB o una cara inferior sucia que embarra pasta entre pads. Un stencil desalineado desplaza cada depósito hacia su vecino.
• Parámetros de impresión: presión excesiva de la rasqueta (squeegee), cuchillas desgastadas y limpieza poco frecuente de la cara inferior del stencil.
• Perfil de reflujo: una rampa de precalentamiento rápida provoca escurrimiento en caliente antes de que la pasta se funda, y un tiempo largo por encima de liquidus da a la soldadura fundida más tiempo para mojar a través de una separación estrecha.
• Colocación: una fuerza de colocación alta exprime la pasta por debajo de las terminales, y un componente desplazado empuja sus terminales hacia el pad adyacente.
• Diseño de componentes y pads: ausencia de puente de máscara de soldadura entre pads de paso fino, pads sobredimensionados y terminales dobladas o no coplanares.

El mismo escurrimiento y exceso de pasta que forma puentes en terminales de paso fino también arroja esferas sueltas de soldadura, así que las líneas que combaten puentes a menudo también ven bolas de soldadura.

¿Cómo se detectan los puentes de soldadura?

La inspección manual funciona en paso grueso, pero se vuelve poco confiable en paso fino a medida que los operadores se cansan, y los puentes debajo del cuerpo de un componente no se pueden ver en absoluto.

SPI (inspección de pasta de soldadura) no puede ver un puente, porque los puentes se forman en el reflujo. Sí ve los precursores: pasta puenteada, exceso de volumen y depósitos desplazados, y detener esas tarjetas antes de la colocación es la corrección más barata.

La inspección óptica automatizada (AOI) 2D es la verificación estándar posterior al reflujo para puentes visibles entre terminales tipo ala de gaviota y terminaciones de chips, donde un puente aparece como soldadura continua a través de la separación. La AOI 3D agrega altura, lo que ayuda a distinguir un puente de soldadura real de residuos de fundente o de un reflejo que solo lo parece en una imagen 2D. La AXI (inspección automatizada por rayos X) es necesaria para uniones ocultas: BGA, pads centrales de QFN y otros componentes con terminación inferior.

Los puentes de soldadura son el punto 08 de la cobertura de inspección de DaoAI: conexiones de soldadura no deseadas entre pads o terminales adyacentes, incluso en encapsulados QFP. Los puentes entre pads through-hole adyacentes después de la soldadura por ola son una verificación aparte, el punto 13, que se ejecuta en la inspección posterior a la ola en la A3 y en la inspección DIP / through-hole en la P3 y la P5. Cuando la máquina escribe el programa de inspección a partir de una tarjeta patrón (golden board), la autoprogramación con IA genera por sí misma las regiones de pad, pin y puente, y usted elige por tipo de encapsulado si las regiones de puente se inspeccionan, solo se generan o se omiten.

Los falsos rechazos (falsas alarmas) son la razón habitual por la que se desactivan las verificaciones de puentes. En DaoAI, la retroalimentación del operador enseña al modelo qué variaciones son aceptables, mientras que los puentes de soldadura siguen siendo objetivos de inspección.

Cómo prevenir los puentes de soldadura

Corrija los puentes primero en la impresora, porque la mayoría de las causas aparecen en los datos de SPI antes de la colocación. Verifique los valores contra la hoja de datos de su pasta y con su proveedor de stencils.

Si hay puentes que se escapan de su inspección actual, o si las verificaciones de puentes generan tantos falsos rechazos que terminan desactivándose, envíenos una de sus propias tarjetas y la probaremos por usted, sin costo.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un puente de soldadura y un cortocircuito?

Un puente de soldadura es una causa física de un corto: soldadura que une dos conductores que deberían estar aislados. Los cortos también pueden deberse a residuos, defectos de la tarjeta desnuda o componentes mal colocados.

¿Puede la SPI prevenir los puentes de soldadura?

La SPI no puede ver un puente, que se forma durante el reflujo, pero sí detecta las causas: pasta puenteada después de la impresión, exceso de volumen y depósitos desplazados. Retener esas tarjetas antes de la colocación previene la mayoría de los puentes relacionados con la impresión.

¿Puede la AOI detectar puentes de soldadura debajo de un QFN o BGA?

No. La inspección óptica solo ve lo que es visible desde arriba, así que los puentes debajo del cuerpo de un componente requieren inspección por rayos X (AXI), mientras que la AOI cubre los puentes entre terminales y terminaciones visibles.

¿Cómo se repara un puente de soldadura?

Aplique fundente y retire el exceso con un cautín o malla desoldadora, y luego vuelva a inspeccionar. Si la misma ubicación forma puentes repetidamente, corrija mejor el stencil o el proceso de impresión.