PCB过波峰焊后IC引脚连锡(俗称“搭锡”或桥连)是一个常见问题,尤其在引脚间距较密的IC(如QFP、SOP等)上。主要原因可以归结为以下几个方面:
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设计因素:
- 焊盘设计不合理:
- 焊盘间距过小: IC引脚本身间距小,如果焊盘设计尺寸偏大或形状不当,导致相邻焊盘边缘间距过小,熔融焊锡容易桥连。
- 阻焊设计不当: 相邻焊盘之间的阻焊桥太窄或缺失,无法有效阻挡焊料在焊盘间的流动。
- 引脚排列与波峰方向: IC引脚排列方向与PCB过波峰的方向平行(而非垂直)。当PCB离开锡波时,平行于波峰方向的引脚排会“拖尾”形成桥连。最佳实践是引脚排列方向垂直于波峰方向。
- 缺少拖锡/盗锡焊盘: 对于平行于波峰方向的IC,未在最后1-2个引脚末端设计专门的拉长焊盘(俗称拖锡焊盘或盗锡焊盘),引导多余的焊锡离开引脚末端,减少拖尾。
- 焊盘设计不合理:
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工艺参数设置不当:
- 焊接温度过高: 锡缸温度过高,会降低焊料的表面张力,使其流动性过强,更容易在引脚间漫流形成桥连。
- 预热温度不足或不均:
- 预热温度不够会导致助焊剂溶剂挥发不完全、活性不足,润湿性变差,焊料不易收缩回焊盘。
- 预热不均可能导致局部温差,影响焊接效果。
- 传送速度太慢: PCB在波峰上停留时间过长,使得引脚长时间浸泡在熔锡中,热量积累过多,焊料流动性增加,易导致桥连。
- 传送角度(倾角)不当:
- 倾角过小(接近水平):PCB离开波峰时脱锡不顺畅,容易拖尾。
- 倾角过大:焊点可能吃锡不足。需要优化倾角(通常4-8度)以获得良好的脱锡效果。
- 波峰高度/扰流波设置不当:
- 波峰高度过高(吃锡深度过大):熔锡容易接触到IC本体或爬升到引脚上部。
- 扰流波(第一波峰)设置不合理,未能有效预热焊点和清除阴影效应。
- 助焊剂问题:
- 喷涂不均/量不足: 焊盘表面未被助焊剂充分覆盖,润湿性不良,焊料无法良好收缩。
- 助焊剂活性不足: 无法有效降低熔融焊料的表面张力,提高其润湿能力。
- 助焊剂类型不匹配: 所选助焊剂类型(水基、溶剂型、固含量、活性等级)与工艺要求或PCB/元件情况不匹配。
- 冷却速率: 离开波峰后冷却速度过慢,熔融焊料在凝固前有更多时间流动导致桥连。
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材料因素:
- 焊料问题: 焊料合金成分偏差或杂质(如铜含量)超标,导致流动性或表面张力异常。
- PCB质量问题:
- 焊盘可焊性差(氧化、污染)。
- 阻焊油墨问题(质量差、附着力不好、厚度不均匀)。
- PCB受潮(可能导致焊接时溅锡或气孔,间接影响)。
- IC引脚问题: 引脚氧化、污染或共面性差(个别引脚翘起,更容易沾锡并连到相邻引脚)。
- 助焊剂选择不当: 同工艺参数中的助焊剂问题。
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操作/组装因素:
- 插件元件引脚过长或歪斜: 插件元件的引脚如果过长或歪斜,在过波峰时可能触碰到附近的IC引脚,导致桥连。
- PCB污染: 焊盘上有异物(如油脂、胶渍、其他残留物)影响可焊性。
- 氮气保护不足(如使用): 如果波峰焊使用氮气,浓度不足会增加氧化,影响焊接效果。
总结核心原因:
连锡的本质是熔融焊料未能有效地在相邻引脚间分离并回缩到各自的焊盘上。主要原因在于:
- 物理空间限制: 焊盘设计导致引脚间有效阻隔不足(间距小、阻焊桥窄)。
- 焊料流动失控:
- 表面张力不足(温度高、助焊剂差、焊料问题)。
- 外力作用不当(脱锡角度差、速度慢、波峰高)。
- 拖尾效应(方向平行且无拖锡焊盘)。
- 润湿性不良: 预热不足、助焊剂问题、焊盘/引脚氧化污染导致焊料不能良好润湿并收缩。
解决思路: 需要从IC封装特性、PCB设计、工艺参数优化(预热、温度、速度、倾角、波峰、助焊剂)、材料选择和质量控制等方面进行系统排查和调整。优先检查引脚方向与波峰方向的关系以及焊盘设计(间距、阻焊、拖锡焊盘),这是最重要的两个设计因素。
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PCB板在波峰焊后为什么会出现连锡?又如何避免?
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PCBA加工波峰焊连锡的原因以及改善措施的介绍
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