波峰焊焊接桥现象的分析和解决

波峰焊焊接桥连现象的分析和解决

同行经常问我并列举波峰焊接焊接缺陷，是不是波峰焊焊接会存在这些问题呢？

回答：波峰焊是器件焊接主要的设备，因为自动化程度高，相应对操作员的操作技术有更高的要求，一台经过调整后的波峰焊，焊接缺陷就很少，但如果PCB设计与助焊剂，锡条材质所影响的问题就要进行分析，所以整理了相关的文章给广大网友作参考。定义：

桥连即相邻的两个焊点连接在一起，具体来说就是焊锡在毗邻的不同导线或元件之间形成非正常连接现象，随着元件引脚间距的变小及PCB 线路密度的提高，这种缺陷出现的几率逐渐增加。在波峰焊中，桥连经常产生于SMD 元件朝向不正确的方向、不正确的焊盘设计，元件之间的距离不足够远也会产生桥连。（注：桥接不一定短路，而短路一定桥接）

成因：

（1） PCB 板焊接面没有考虑钎料流的排放，线路分布太密，引脚太近或不规律；（2） PCB焊盘太大或元件引脚过长（一般为008～3mm），焊接时造成沾锡过多；（3） PCB 板浸入钎料太深，焊接时造成板面沾锡太多；

（4） PCB 板面或元件引脚上有残留物；

（5） PCB 板面插装元件引脚不规则或插装歪斜，焊接前引脚之间已经接近或已经接触；

（6）焊材可焊性不良或预热温度不够或是助焊剂活性不够；

（7）焊接温度过低或传送带速度过快，焊点热量吸收不足。在SnCu 钎料中，由于流动性较差，对温度更为敏感，这种现象非常明显；

（8）钎料被污染，比如Fe（铁）污染形成的污染物或钎料的氧化物会造成桥连现象。注：一定搭配的焊盘与引脚焊点在一定条件下能承载的钎料（锡膏）量是一定的，如果处理不当，多余的部分都可能造成桥连现象。

防止措施：

（1） QFP 和PLCC 与波峰成45°，钎料流排放必须放置特殊设计在引脚角上；

（2） SOIC 元件与波峰之间应该成90°，最后离开波峰的两个焊盘应该稍微加宽以承载多余钎料；

（3）引脚间距小于008mm 的IC 建议不要采用波峰焊（最小为0065mm）；

（4）适当提高预热温度，同时考虑在一定范围内提高焊接温度（250ºC→260～270ºC）以提高钎料流动性，但注意高温对电路板造成损伤及对焊接设备造成的腐蚀；

（5） SnCu 中可以添加微量Ni（镍）以提高钎料流动性；

（6）采用活性更高的助焊剂；

（7）减短引脚长度（推荐为105mm，并成外分开15°），减小焊盘面积。

返修：

桥连可用一种特殊的电烙铁来返修处理。先增加一点助焊剂到桥连的地方，加热钎料合金并且沿着引脚移走电烙铁，一直到焊角顶端提起，带走多余的钎料。通过移走焊盘之间大量钎料来截断纤维。如果必要的话，用等丙烷、棉花球或刷子、麻布清洗返修点，直到所有助焊剂移走。检查焊点是否增加助焊剂可重新钎焊。

波峰焊产生桥连的原因和解决方法：

1、助焊剂的成分不符合造成它的活性不够或是喷的助焊剂的喷量太少（更换其它的助焊剂或增加喷量）

2、预热、锡炉的温度设置不当（调高点温度）

3、运输的速度过快（调节速度102m/MIN试试看）

4、PCB的本身设计的问题焊盘的拖锡位不够（可以适当将焊盘移一点位置）

助焊剂产品的基本知识

一、表面贴装用助焊剂的要求

1、具一定的化学活性

2、具有良好的热稳定性

3、具有良好的润湿性

4、对焊料的扩展具有促进作用

5、留存于基板的焊剂残渣,对基板无腐蚀性

6、具有良好的清洗性

7、氯的含有量在002%(W/W)以下0

二、助焊剂的作用

焊接工序:预热/焊料开始熔化/焊料合金形成/焊点形成/焊料固化

作用:辅助热传异/去除氧化物/降低表面张力/防止再氧化

说明：溶剂蒸发/受热,焊剂覆盖在基材和焊料表面,使传热均匀/放出活化剂与基材表面的离子状态的氧化物反应,去除氧化膜/使熔融焊料表面张力小,润湿良好/覆盖在高温焊料表面,控制氧化改善焊点质量0

三、助焊剂的物理特性

助焊剂的物理特性主要是指与焊接性能相关的溶点,沸点,软化点,玻化温度,蒸气压, 表面张力,粘度,混合性等0

四、助焊剂残渣产生的不良与对策

助焊剂残渣会造成的问题：

1、对基板有一定的腐蚀性

2、降低电导性,产生迁移或短路

3、非导电性的固形物如侵入元件接触部会引起接合不良

4、树脂残留过多,粘连灰尘及杂物

5、影响产品的使用可靠性

使用理由及对策：

1、选用合适的助焊剂,其活化剂活性适中

2、使用焊后可形成保护膜的助焊剂

3、使用焊后无树脂残留的助焊剂

4、使用低固含量免清洗助焊剂

5、焊接后清洗

五、0QQ-S-571E规定的焊剂分类代号

代号焊剂类型

S 固体适度(无焊剂)

R 松香焊剂

RMA 弱活性松香焊剂

RA 活性松香或树脂焊剂

AC 不含松香或树脂的焊剂

美国的合成树脂焊剂分类:

SR 非活性合成树脂,松香类

SMAR 中度活性合成树脂,松香类

SAR 活性合成树脂,松香类

SSAR 极活性合成树脂,松香类

六、助焊剂喷涂方式和工艺因素

喷涂方式有以下三种:

1、超声喷涂: 将频率大于20KHz的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能,把焊剂雾化,经压力喷嘴到PCB上0

2、丝网封方式:由微细,高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出,由产生的喷雾,喷到PCB上0

3、压力喷嘴喷涂:直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出

喷涂工艺因素:

1、设定喷嘴的孔径,烽量,形状,喷嘴间距,避免重叠影响喷涂的均匀性0

2、设定超声雾化器电压,以获取正常的雾化量0

3、喷嘴运动速度的选择

4、PCB传送带速度的设定

5、焊剂的固含量要稳定

6、设定相应的喷涂宽度

七、免清洗助焊剂的主要特性

1、可焊性好,焊点饱满,无焊珠,桥连等不良产生

2、无毒,不污染环境,操作安全

3、焊后板面干燥,无腐蚀性,不粘板

4、焊后具有在线测试能力