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SMT生产线中无铅波峰焊的桥连原因

波峰焊的桥连现象

SMT无铅波峰焊的桥连现象是波峰焊接中最容易发生的焊接缺陷,其产生的原因是多方面的。表观现象为焊料将PCB相邻的焊点之间连接在一起了,是不可容忍的重大缺陷。

我们先从PCB设计角度来分析,PCB上的线路如果设计太近,元件脚不规律或元件之间靠太近都容易引起桥连。当孔径比引线宽0.05-0.2mm,焊盘直径为孔径的2-2.5倍时,是焊接比较理想的条件。

如果PCB或元器件引脚受到污染或者存储时间过长,表面氧化,会导致PCB或元件可焊性不良,因此造成桥连。防止PCB焊盘和元器件引脚的氧化,减小元器件引脚的长度,可以减少桥连的发生。

我们再从焊料角度来分析,如果焊料的可焊性达不到要求,流动性不好。焊料在使用过程中受到污染,导致液态焊料的表面张力增大,在焊接过程中就容易出现桥连等缺陷。

从多年经验得出,桥连现象出现在无铅焊料Sn-0.7Cu中的几率高于无铅焊料Sn-Ag-Cu。在相同的焊接温度下,由于Sn-0.7Cu焊料的润湿性比Sn-Ag-Cu要弱,其液态焊料的流动性要差,在波峰焊接过程中更容易产生桥连缺陷。

还有,桥连现象大多发生在空气环境下,在氮气保护环境下几乎没有发现桥连的缺陷,说明氮气保护可以增加无铅焊料的润湿性,提高液态焊料的流动性,降低缺陷率,同时氮气保护也可以降低无铅焊料的氧化。

当助焊剂在波峰焊接过程中的涂覆量较少时,在焊接前就不能完全除去焊盘或元器件引脚上的氧化物,使得波峰焊接过程中液态焊料在焊盘或元器件引脚上的润湿性降低,以致造成桥连现象。

焊接温度对焊接质量的影响也是举足轻重的,当钎料槽的温度偏低时,液态焊料的流动性较差,粘度增大,PCB经过波峰时不能提供足够的热量进行焊接,也容易产生桥连现象。当钎料槽的温度偏高时,熔融焊料氧化加剧,液态焊料表面为一层氧化膜所包裹,增加了焊料的表面张力,使表面流动性变差,同样容易造成桥连。

当预热温度过低,没有达到助焊剂的活性温度时,助焊剂除去焊盘或元器件表面氧化物的能力会降低,导致可焊性降低,容易出现桥连等焊接缺陷;当预热温度过高时,使助焊剂的活性成分过早的挥发,导致焊盘或元器件引脚金属表面再次氧化,同样造成可焊性变差,引起桥连等缺陷。

如果浸锡时间过长,在高温下助焊剂的活性成分完全挥发,导致PCB焊点离开波峰的瞬间由于表面张力的增大易产生拉尖或桥连等焊接缺陷;PCB在波峰位置焊接时需要吸收液态焊料的热量,达到焊接效果,浸锡时间过短,当PCB吸收的热量仅提供了焊接所需要的热量或者不能满足焊接所需的热量,使得液态焊料的温度下降,增加其粘度,从而在PCB离开波峰时易产生桥连或拉尖。

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