在SMT貼片加工與PCBA生產過程中，波峰焊作為關鍵焊接工藝，其穩定性直接影響產品質量與生產效率。然而，波峰焊連錫（橋接）作為高頻缺陷，常導致電路短路、返工成本增加，甚至影響產品可靠性。本文將從工藝原理出發，系統剖析連錫成因，并提供針對性解決方案，助力企業優化生產流程、提升良品率。
一、波峰焊連錫的本質：液態焊料的“失控流動”
波峰焊通過高溫液態錫波與PCB接觸，實現通孔元件引腳與焊盤的機械連接。連錫的本質是焊料在引腳間形成非預期連接，其核心誘因在于焊料流動性失控。當焊料流動性過強、表面張力不足或焊接環境干擾因素過多時，液態錫易在引腳間蔓延，最終形成橋接。
二、連錫的六大核心成因與解決方案
1. 工藝參數失控：溫度與時間的雙重挑戰
- 焊料溫度過高：高溫（如無鉛焊料超過265℃）會顯著降低焊料黏度，增強流動性。此時需通過紅外測溫儀校準實際焊料溫度，將有鉛焊料控制在235-250℃，無鉛焊料控制在250-265℃。
- 預熱不足：若PCB預熱溫度低于90℃，助焊劑活性物質未充分活化，焊料潤濕性下降，導致流動性異常。建議采用分段預熱曲線，確保頂面溫度達到助焊劑推薦范圍（90-120℃）。
- 焊接時間過長：傳送速度過慢或波峰寬度過大，會延長PCB在液態錫中的浸泡時間。典型鏈速應控制在0.8-1.8米/分鐘，雙波峰中湍流波接觸時間約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：低質量助焊劑或活性物質失效，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：發泡管堵塞或風刀角度偏差，會導致助焊劑在PCB上分布不均。建議每日清潔噴涂系統，并通過手工刷涂輔助驗證涂布效果。
3. 設備狀態：波峰與軌道的精密協同
- 波峰高度異常：第一波（湍流波）高度應剛好接觸引腳根部，第二波（層流波）高度為PCB板厚的1/2-2/3。過高波峰會增加焊料接觸面積，加劇連錫風險。
- 鏈條傾角不合理：傾角過小（接近水平）會阻礙焊錫回流，建議將角度調整至5-7°，利用重力促進焊錫脫離。
- 波峰穩定性：錫泵抖動或噴嘴堵塞會導致波峰變形，需定期清理焊料槽氧化物，并檢查噴嘴通暢性。
4. PCB設計：從源頭預防連錫
- 焊盤間距過密：細間距元件（如QFP、SOP）引腳間距小于0.5mm時，需通過減小焊盤尺寸、增加退出波側長度或設計阻焊壩（Solder Mask Dam）來限制焊料流動。
- 元件布局缺陷：長軸元件（如排阻、排容）應與傳送方向平行，避免波峰推力導致引腳偏移。密腳元件區域需預留足夠安全間距，防止焊料蔓延。
- 阻焊層缺失：若線路板未設計阻焊壩或阻焊壩脫落，焊錫會直接在引腳間流動。需在PCB設計階段嚴格遵循IPC標準，確保阻焊層覆蓋完整。
5. 材料質量：焊料與元件的可焊性
- 焊料雜質超標：銅、鐵等金屬含量超標會顯著改變焊錫熔點與流動性。建議每1-3個月進行焊料成分分析，確保銅含量低于0.3%、鐵含量低于0.02%。
- 元件引腳氧化：氧化層會阻礙焊料潤濕，導致流動性異常。需對PCB與元件進行可焊性測試（如潤濕平衡法），確保表面處理（如HASL、ENIG）符合標準。
6. 操作規范：人為因素的精細化管控
- 元件剪腳長度：引腳伸出長度應控制在1.5-2mm，過長易在波峰中晃動，增加連錫風險。
- 手浸錫操作：若采用手浸錫工藝，需嚴格控制浸錫時間與角度，避免局部過熱導致焊料堆積。
三、系統性解決方案：從設計到生產的閉環優化
- 設計階段：通過DFM（可制造性設計）審查，優化焊盤尺寸、阻焊層設計與元件布局，從源頭減少連錫風險。
- 工藝階段：建立標準化參數庫，結合測溫板與SPC（統計過程控制）工具，實時監控溫度、速度與波峰高度等關鍵參數。
- 設備維護：制定預防性維護計劃，定期清理焊料槽、噴嘴與傳輸鏈條，確保設備處于最佳狀態。
- 人員培訓：通過案例教學與實操演練，提升操作人員對連錫成因的識別能力與應急處理技能。
結語：連錫控制是技術，更是管理藝術
波峰焊連錫的解決，需以工藝參數為基礎，以設備狀態為保障，以設計優化為前瞻，以人員能力為支撐。通過系統性排查與精細化管控，企業可顯著降低連錫率，提升PCBA質量與生產效率。1943科技深耕SMT貼片加工領域，以技術驅動品質，以服務創造價值，助力客戶在激烈市場競爭中脫穎而出。
2024-04-26
