在SMT貼片加工與PCBA生產(chǎn)過程中，波峰焊作為關(guān)鍵焊接工藝，其穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。然而，波峰焊連錫（橋接）作為高頻缺陷，常導(dǎo)致電路短路、返工成本增加，甚至影響產(chǎn)品可靠性。本文將從工藝原理出發(fā)，系統(tǒng)剖析連錫成因，并提供針對(duì)性解決方案，助力企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升良品率。
一、波峰焊連錫的本質(zhì)：液態(tài)焊料的“失控流動(dòng)”
波峰焊通過高溫液態(tài)錫波與PCB接觸，實(shí)現(xiàn)通孔元件引腳與焊盤的機(jī)械連接。連錫的本質(zhì)是焊料在引腳間形成非預(yù)期連接，其核心誘因在于焊料流動(dòng)性失控。當(dāng)焊料流動(dòng)性過強(qiáng)、表面張力不足或焊接環(huán)境干擾因素過多時(shí)，液態(tài)錫易在引腳間蔓延，最終形成橋接。
二、連錫的六大核心成因與解決方案
1. 工藝參數(shù)失控：溫度與時(shí)間的雙重挑戰(zhàn)
- 焊料溫度過高：高溫（如無鉛焊料超過265℃）會(huì)顯著降低焊料黏度，增強(qiáng)流動(dòng)性。此時(shí)需通過紅外測溫儀校準(zhǔn)實(shí)際焊料溫度，將有鉛焊料控制在235-250℃，無鉛焊料控制在250-265℃。
- 預(yù)熱不足：若PCB預(yù)熱溫度低于90℃，助焊劑活性物質(zhì)未充分活化，焊料潤濕性下降，導(dǎo)致流動(dòng)性異常。建議采用分段預(yù)熱曲線，確保頂面溫度達(dá)到助焊劑推薦范圍（90-120℃）。
- 焊接時(shí)間過長：傳送速度過慢或波峰寬度過大，會(huì)延長PCB在液態(tài)錫中的浸泡時(shí)間。典型鏈速應(yīng)控制在0.8-1.8米/分鐘，雙波峰中湍流波接觸時(shí)間約0.8-1.5秒，層流波約2.5-4.5秒。
2. 助焊劑管理：活性與均勻性的平衡
- 活性不足：低質(zhì)量助焊劑或活性物質(zhì)失效，無法有效降低焊料表面張力。需選擇活性適中、焊后殘留少的助焊劑，并定期檢測其比重與流量。
- 涂布不均：發(fā)泡管堵塞或風(fēng)刀角度偏差，會(huì)導(dǎo)致助焊劑在PCB上分布不均。建議每日清潔噴涂系統(tǒng)，并通過手工刷涂輔助驗(yàn)證涂布效果。
3. 設(shè)備狀態(tài)：波峰與軌道的精密協(xié)同
- 波峰高度異常：第一波（湍流波）高度應(yīng)剛好接觸引腳根部，第二波（層流波）高度為PCB板厚的1/2-2/3。過高波峰會(huì)增加焊料接觸面積，加劇連錫風(fēng)險(xiǎn)。
- 鏈條傾角不合理：傾角過?。ń咏剑?huì)阻礙焊錫回流，建議將角度調(diào)整至5-7°，利用重力促進(jìn)焊錫脫離。
- 波峰穩(wěn)定性：錫泵抖動(dòng)或噴嘴堵塞會(huì)導(dǎo)致波峰變形，需定期清理焊料槽氧化物，并檢查噴嘴通暢性。
4. PCB設(shè)計(jì)：從源頭預(yù)防連錫
- 焊盤間距過密：細(xì)間距元件（如QFP、SOP）引腳間距小于0.5mm時(shí)，需通過減小焊盤尺寸、增加退出波側(cè)長度或設(shè)計(jì)阻焊壩（Solder Mask Dam）來限制焊料流動(dòng)。
- 元件布局缺陷：長軸元件（如排阻、排容）應(yīng)與傳送方向平行，避免波峰推力導(dǎo)致引腳偏移。密腳元件區(qū)域需預(yù)留足夠安全間距，防止焊料蔓延。
- 阻焊層缺失：若線路板未設(shè)計(jì)阻焊壩或阻焊壩脫落，焊錫會(huì)直接在引腳間流動(dòng)。需在PCB設(shè)計(jì)階段嚴(yán)格遵循IPC標(biāo)準(zhǔn)，確保阻焊層覆蓋完整。
5. 材料質(zhì)量：焊料與元件的可焊性
- 焊料雜質(zhì)超標(biāo)：銅、鐵等金屬含量超標(biāo)會(huì)顯著改變焊錫熔點(diǎn)與流動(dòng)性。建議每1-3個(gè)月進(jìn)行焊料成分分析，確保銅含量低于0.3%、鐵含量低于0.02%。
- 元件引腳氧化：氧化層會(huì)阻礙焊料潤濕，導(dǎo)致流動(dòng)性異常。需對(duì)PCB與元件進(jìn)行可焊性測試（如潤濕平衡法），確保表面處理（如HASL、ENIG）符合標(biāo)準(zhǔn)。
6. 操作規(guī)范：人為因素的精細(xì)化管控
- 元件剪腳長度：引腳伸出長度應(yīng)控制在1.5-2mm，過長易在波峰中晃動(dòng)，增加連錫風(fēng)險(xiǎn)。
- 手浸錫操作：若采用手浸錫工藝，需嚴(yán)格控制浸錫時(shí)間與角度，避免局部過熱導(dǎo)致焊料堆積。
三、系統(tǒng)性解決方案：從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的閉環(huán)優(yōu)化
- 設(shè)計(jì)階段：通過DFM（可制造性設(shè)計(jì)）審查，優(yōu)化焊盤尺寸、阻焊層設(shè)計(jì)與元件布局，從源頭減少連錫風(fēng)險(xiǎn)。
- 工藝階段：建立標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)庫，結(jié)合測溫板與SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）工具，實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度、速度與波峰高度等關(guān)鍵參數(shù)。
- 設(shè)備維護(hù)：制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，定期清理焊料槽、噴嘴與傳輸鏈條，確保設(shè)備處于最佳狀態(tài)。
- 人員培訓(xùn)：通過案例教學(xué)與實(shí)操演練，提升操作人員對(duì)連錫成因的識(shí)別能力與應(yīng)急處理技能。
結(jié)語：連錫控制是技術(shù)，更是管理藝術(shù)
波峰焊連錫的解決，需以工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，以設(shè)備狀態(tài)為保障，以設(shè)計(jì)優(yōu)化為前瞻，以人員能力為支撐。通過系統(tǒng)性排查與精細(xì)化管控，企業(yè)可顯著降低連錫率，提升PCBA質(zhì)量與生產(chǎn)效率。1943科技深耕SMT貼片加工領(lǐng)域，以技術(shù)驅(qū)動(dòng)品質(zhì)，以服務(wù)創(chuàng)造價(jià)值，助力客戶在激烈市場競爭中脫穎而出。
2024-04-26
