什么是焊桥以及如何在PCB设计中避免它们

了解焊接桥是什么以及如何避免它们。

加利福尼亚州Azusa北部有一座建筑奇迹的桥梁。唯一的问题是它不会去任何地方。它曾经的部分道路项目因近一个世纪以前的洪水而被废弃 - 但不是在桥梁建成之前。

加利福尼亚臭名昭着的“无处可通”。图片使用了Victor Rocha提供的[CC-BY 3.0]

电路设计师，无论如何，希望他们的桥梁无处可去。不幸的是，焊接桥通常形成连接最坏的东西。

焊料似乎总是走到它不应该的地方，而不是应该去的地方。尝试使用电源对地焊桥为电路供电，看看我的意思。

什么是焊桥？

焊桥当电路板上未设计为电气连接的两个点被PCB焊接掩模的顶部无意中通过焊料连接时形成。这会产生一种电气短路，可能造成各种破坏，具体取决于短路的两点是如何设计的。

焊桥的一个例子。图片来自SparkFun

是什么原因导致焊桥出现？

焊接桥可能是由很多东西造成的，包括焊料不良粘贴模板或错误的放置注册到凌乱的装配线或笨拙的返工技术。

焊料自然地想要加热金属或其他熔化的焊料，许多印刷电路板装配过程依赖于这一事实。当焊料回流时，它具有很大的表面张力，因此它很容易保持在它所属的地方，并很好地保持它的东西。任何破坏自然倾向的东西都可能导致过渡。

引脚之间形成焊桥。来自Pimoroni的图片

如上图所示，由于引脚和电镀孔的结构以及经常用于组装的波峰焊接工艺，通孔组件经历桥接他们

你能做些什么来防止焊桥？

虽然没有办法保证你的电路板上看不到焊桥，但是您可以在设计和准备过程中做的一些关键事项，以大大降低焊接桥接风险。

使用正确的通孔引线长度

引线太长的通孔元件会导致焊桥。适合您应用的引线长度取决于PCB的尺寸和厚度，元件的尺寸和质量以及您计划采用的焊接类型（波形，选择性等）。

值得提前调查，以减少事后的返工时间。一个好的印刷电路板组装厂将能够为您提供帮助。

使用正确的孔尺寸和焊盘直径用于通孔部件

结果是许多焊桥孔和/或表面垫太大。过大的环形垫圈减小了两个相邻销的可焊接表面之间的距离。这种减小的距离，特别是在波峰焊接操作中，大大增加了焊桥的风险。因此，请按照数据表正确确定电镀通孔和焊盘的尺寸。

设计到可能的最高生产率水平

设计适用于表面贴装和通孔元件的可生产性，并且考虑到零件的焊盘图案的尺寸和间距，易于生产。

IPC（ Association Connecting Electronics Industries）发布了PCB设计和装配的行业标准，他们将A级定义为一般可生产性的首选级别。在某些设计中，非常小的间距是不可避免的，但在许多设计中，它们是非常可以避免的。这里的最佳做法是避免使用不必要的小部件或紧密的间距。

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正确使用焊料掩蔽

焊料掩膜是PCB顶部的涂层，适用于不需要焊接的任何地方。焊料固有地不希望粘附在焊料掩模上，在大多数情况下这是一种环氧树脂。应在任何地方应用焊接掩模，尤其是在组件的引脚之间。在引脚之间不施加焊接掩模，无论是有意还是无意，都会产生很高的焊接桥接风险。

将基准点放在PCB上

基准标记是精确设计的标记，可放入PCB设计中，使自动化机器能够找到PCB并对齐电路板上每个部件的位置。正确使用时，元件放置和对齐很容易。

IPC推荐三个基准标记，两个在对角，另一个在另一个角落。大多数PCB组装厂都只接受两个角落。使用较差的基准标记或标记不当会增加错位部件的风险，从而增加焊接桥的风险。

高工作 - 质量PCB装配厂

您可能无法控制制造过程，但您可以控制与谁合作。由于焊接桥接的大多数原因都在构建过程中，因此与知道自己正在做什么的合同制造商合作至关重要。与愿意向您展示其流程并与您讨论细节的CM合作。

您可以向他们提出问题以更好地了解他们的流程，包括询问他们如何开发焊膏模板以及他们如何进行电路板检查过程。

如果按照上述适用步骤操作，焊接桥的风险将大大降低。您的设计肯定会成为未来成功的桥梁，而不是无处可通的桥梁！