Prove su componenti elettronici e SMD

Le prove su componenti elettronici e SMD misurano la forza di distacco dei componenti saldati su circuito stampato, per verificare la qualità delle saldature e la robustezza dell’assemblaggio. Nelle schede elettroniche i componenti a montaggio superficiale, o SMD, sono saldati direttamente sulle piazzole del circuito stampato: la tenuta di queste saldature è fondamentale per l’affidabilità del prodotto, perché una saldatura debole o difettosa può cedere con le sollecitazioni meccaniche o termiche, causando guasti. Per controllarne la qualità si eseguono prove che misurano la forza necessaria a staccare o spingere via il componente, come la prova di shear (taglio) e di pull (trazione). Sono prove distruttive, eseguite su campioni. Questa pagina spiega come si provano le saldature dei componenti elettronici.

Questa pagina appartiene all’area Prove di laboratorio e controllo qualità ed è una guida alle prove di forza sulle saldature elettroniche.

Perché provare le saldature

Nell’elettronica moderna i componenti a montaggio superficiale sono saldati direttamente sulla superficie del circuito stampato, sulle piazzole di rame, senza fori passanti. Questa saldatura svolge due funzioni: garantisce il contatto elettrico e regge meccanicamente il componente sulla scheda. La sua qualità è quindi decisiva per l’affidabilità del prodotto: una saldatura fatta bene tiene saldamente il componente e conduce correttamente, mentre una saldatura difettosa, per quantità insufficiente di lega, cattiva bagnatura, contaminazione o temperatura sbagliata, può essere debole e cedere nel tempo, sotto le sollecitazioni meccaniche, le vibrazioni o i cicli termici, causando guasti spesso difficili da diagnosticare. Il problema è che una saldatura debole può sembrare buona a un esame visivo: per conoscere la sua reale resistenza occorre metterla alla prova meccanicamente. Le prove di forza sui componenti saldati misurano la forza necessaria a farli cedere, fornendo un dato oggettivo sulla qualità delle saldature e del processo di saldatura. Servono a diversi scopi: qualificare e mettere a punto il processo di saldatura, controllare periodicamente che resti sotto controllo, verificare la robustezza dell’assemblaggio e analizzare i difetti. Poiché la prova distrugge la saldatura, si esegue su campioni rappresentativi, i cui risultati indicano la qualità della produzione.

Come si eseguono le prove

Le prove sulle saldature dei componenti SMD si eseguono con appositi banchi prova ad alta precisione, che applicano una forza controllata al componente misurandone il valore fino al distacco. Le due prove principali sono lo shear test e il pull test. Nella prova di shear, o taglio, una lama o utensile spinge lateralmente il componente parallelamente alla scheda, misurando la forza necessaria a farlo scorrere via dalla piazzola: indica la resistenza della saldatura al taglio. Nella prova di pull, o trazione, il componente o un suo terminale viene tirato verso l’alto o con un angolo, misurando la forza di distacco: indica la resistenza alla trazione. Queste prove richiedono strumenti precisi, perché le forze e le dimensioni in gioco sono piccole, e un posizionamento accurato dell’utensile rispetto al componente. Oltre al valore della forza, è importante osservare la modalità di rottura: se la saldatura cede nel giunto, se si stacca la piazzola dal circuito, o se si rompe il componente, perché il modo in cui avviene il cedimento dice molto sulla qualità e sul tipo di difetto. Le prove seguono metodi normati e si eseguono su più campioni, con valutazione statistica. Gli strumenti vanno tarati e i risultati documentati. Eseguendo shear e pull test con strumenti adeguati e metodi corretti, si valuta oggettivamente la qualità delle saldature, si tiene sotto controllo il processo e si garantisce la robustezza degli assemblaggi elettronici.

Prova	Cosa misura
Shear test	Resistenza al taglio
Pull test	Resistenza alla trazione
Modalità di rottura	Tipo di difetto

Affidabilità delle prove

Per prove affidabili sulle saldature SMD contano gli strumenti precisi e tarati, il posizionamento accurato, l’osservazione della rottura e la valutazione statistica. Le forze, piccole, vanno misurate con banchi prova ad alta precisione tarati, e l’utensile va posizionato con cura rispetto al componente. Vanno eseguiti gli shear e pull test secondo i metodi normati, su più campioni per la valutazione statistica. Oltre al valore della forza, va osservata la modalità di rottura, che indica il tipo di difetto. I risultati vanno documentati e confrontati con i criteri di accettazione. Grazie a prove eseguite con strumenti accurati e metodi corretti, si valuta oggettivamente la qualità delle saldature dei componenti elettronici, si mette a punto e si tiene sotto controllo il processo di saldatura e si garantisce la robustezza e l’affidabilità degli assemblaggi.

• La saldatura tiene il componente e conduce.
• Una saldatura debole cede nel tempo.
• La resistenza reale si misura solo meccanicamente.
• Si usano shear test e pull test.
• Conta anche la modalità di rottura.

Dall’applicazione allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Prove di laboratorio e controllo qualità del ramo Applicazioni di misura e controllo, ed è collegato alle prove su terminali e cablaggi e alle prove distruttive su campioni.

Nel catalogo i banchi prova ad alta precisione per shear e pull test fanno capo a forza, coppia, tensione e banchi prova, nel Catalogo prodotti. Se devi eseguire prove sulle saldature dei componenti elettronici, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.