探讨如何消除选择性波峰焊中的桥连缺陷

探讨如何消除选择性波峰焊中的桥连缺陷

刘乐1，吴贤占2，张维瑜2

1.汇润电气有限公司，浙江温州，325025

2.浙江华企正邦自动化科技有限公司，浙江丽水，323000

摘要：波峰焊能够提供平稳、稳定波峰，实现快速上锡，符合当前高效生产需求，焊点光亮饱满，电气性能与机械性能良好，适用性较强。但焊接期间可能会出现影响产品质量的缺陷。若出现桥连缺陷，需要对完成焊接工序的产品展开二次维修，不仅会导致工时被浪费，还可能会引发二次热损伤。本文首先从元器件、设计、冶具与工艺的角度分析了桥连缺陷的相关影响因素，而后分析了运用选择性波峰焊工艺时，判断桥连缺陷引发原因的方法并提出可消除此类焊接缺陷的对策，以期为提高波峰焊质量，防治焊接缺陷提供技术思路。

关键词：选择性波峰焊；质量缺陷；桥连缺陷

波峰焊工艺是利用电磁泵或者电动泵把处于熔化状态的铅锡合金等软钎焊料喷流为符合设计要求的焊料波，从而使前期装好元器件的印制板有效通过焊料波，以此实现印制板焊盘与元器件引脚或者焊端之间的电气或者机械连接。该工艺能够满足多种电子产品的大规模制造需求，可被应用到多种材质的印制板与多种类别的元器件焊接工序中。在选择性波峰焊的实践应用过程中，可能会出现一些影响焊接质量的缺陷。现主要围绕选择性波峰焊中常见的桥连缺陷展开讨论。

1选择性波峰焊中的桥连缺陷产生原因

桥接缺陷的表现形式多是两个焊点之间产生多余的焊料连接。引发原因可能是设置的焊接温度相对过低，焊接所用时间不足，完成焊接后，下降速度过快，喷涂的助焊剂相对偏少。具体影响因素有以下几方面：

1.1元器件因素

从引线长度的角度分析，若引线长度相对过短，焊料可能难以与引脚进行有效接触，从而发挥出应有的作用；若引线长度过长，则会给邻近引脚造成网络通路的情况，以此引发组件桥接问题。因此，必须使引线有足够的长度，确保给芯吸收效应的有效发生提供其所需的热传递，但不可超出规定要求。应使引线长度短于2处邻近孔环的间距数值，表面张力将会使焊料抵达距离最短的铜区域。若引线长度较长，需对其进行修剪。

阻焊层问题、元器件污染以及PCB污染也可能会增加桥接现象发生的概率。

1.2设计因素

设计以及制作PCB时，不可使相邻焊点之间的距离过短，否则容易使金属材料桥接进而带来短路的情况。从元器件的放置朝向角度分析，尤其是连接器的引脚数量相对较多时，若波峰和连接器的实际朝向保持相互平行，则容易引发严重的桥接缺陷。应使引脚数量较多的连接器保持垂直于波峰的朝向，借此可缩减暴露于连接器尾端处的引脚数量。若难以对连接器的朝向进行调整，可将拖锡焊盘布设到选择性波峰焊盘中或者电路板中，此方法也可防范桥接缺陷。

如果托盘底部设有焊料流动通道或者波峰开口足够大，就能够使所用焊料进行有效流动，改善助焊剂的实际涂覆效果，避免因焊料大量聚积而诱发桥接缺陷。

1.3冶具因素

设计选择性焊料托盘时，应将PCB置于合适的位置，应调整电路盘的放置角度，使其处于15°至30°之间，从而使尾部仅存在少量引脚，以此实现对桥接问题的有效防范。若连接器引脚数量较多，同时存在平行于波峰的情况时，可选用该方法。

1.4工艺因素

若助焊剂中的固体成分含量有较高的占比，其在高温条件下能够保持较强的稳定性；水基助焊剂于高温条件下的稳定性相对偏差，能够满足焊接温度不高的电路板焊接应用需求。应确保助焊剂适配于电路板的实际预热温度以及具体停留时间。如果预热温度相对偏高，可能会因提早消耗助焊剂而引发桥接的问题。

若所用的助焊剂出现劣化或者比重不合理的问题，也会增加桥接缺陷发生风险，应严格检查助焊剂。若锡污染严重或者叶泵携带过多的养护物。同样会带来桥接情况，需对锡炉进行及时清理，对锡槽中被污染的焊锡进行全部更新。

2选择性波峰焊中的桥联缺陷消除对策

2.1排查缺陷原因

其一，对方法与人为因素进行排除。若工程师对于设备的了解相对较少或者本身欠缺经验，可能会因操作差错而诱发桥连缺陷。因此，可获得原厂专业工程师的协助，从分离速度、焊接高度、焊接速度、焊接时间、焊接温度、预热时间、预热温度等工艺参数切入，展开现场调试工作。若未解决桥连缺陷，表明缺陷与人为因素与操作方法因素无关。

其二，对设备因素进行排除。可将具有防桥连功能的隔离片添加到焊接喷嘴处，同时分别选用非浸润性与浸润性镀层。在隔离片的配合下利用镀层存在差异的喷嘴开展焊接验证。若仍旧没有有效消除桥连缺陷，则表明缺陷引发原因并非设备问题。

其三，对材料因素进行排除。针对连接器装置的引脚展开调整，对其实施交叉整形处理，并将引脚之间的距离延长。焊接验证后若发现桥连现象并未被完全消除，表明方法虽然奏效，但未能彻底消除桥连缺陷。但过多地进行整形处理可能会损伤PCB。还可缩短引脚长度，将4mm的引脚调整为2.5mm与3mm。若有一定的改善，但仍旧未能够解决桥连问题，表明还需继续排查缺陷因素。

2.2确定缺陷处理方案

完成上述缺陷原因排查工作后，可考虑缺陷诱发原因可能与焊料对于通孔孔壁形成的浸润力与通孔焊盘本身的浸润力有关。由于PCB孔径是按照厂商指示确认的，并且产品已经实现批量生产。所以不可对电路进行幅度过大地调整，否则可能会给电子性能带来过大的影响。以不改变PCB原本的孔径为前提，进行如下调整：可将阻焊条增设到焊盘间，以此实现预防桥连缺陷的目标。也可借助阻焊膜来从外至内覆盖PTH焊盘，使其宽度从0.3mm缩减到0.15mm，从而将焊盘之间的边距延长了0.3mm，缩小可焊面积。解决桥连问题后可有效提升产品合格率与通孔的透锡率。

3结论

应用选择性波峰焊工艺时可能会因元器件、设计、工艺等因素而发生桥接缺陷，企业需要对人员、方法、设备、材料等因素进行逐一排除，确定桥接缺陷的形成原因与最佳应对方案。为有效防范波峰焊缺陷问题，应严控原材料以及焊接设备的质量与性能，对焊接压力、时间、温度等重要参数及其组合方式进行有效优化，重视焊接过程控制与管理，并不断提高作业人员的焊接技能水平。

参考文献

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