波峰焊接基础技术理论之五new

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1、波峰焊接基础技术理论之五桥连现象的发生及其预防1定义过多的钎料使等电位或不等电位的相邻导体连通起来的现象统称为桥连。要说“虚焊”是自动化软钎接(波峰焊、再流焊等)中危害最大的一种焊接缺陷的话，那么“桥连”现象就是上述焊接工艺中形因最为复杂，而且是发生概率最高的一种焊接缺陷。它涉及到多方面的因素。如PCB的设计、制造、保管、储存；元器件引脚的类型、长短、表面状态和热容量；所用辅料（钎料、助焊剂等）的品牌、质量、化学成分、杂质容限；波峰焊接工艺参数的正确选择；钎料波峰形状的合理调整；焊接设备和钎料波形；甚至气候环境（晴天、雨天、空气中的温度和湿度）…等都是造成“桥连”的

2、潜在因素。因此，根除“桥连”缺陷是一项系统工程，一个环节不注意，就可能前功尽弃。要认识“桥连”现象发生的本质，必须先研究液态钎料的表面现象和钎料波峰的动力现象，从而找出解决问题的钥匙。2桥连现象：⑴桥连现象A焊盘和导线间桥连，如图1所示。为了避免此现象，在通孔安装方式中通常相邻焊盘或导线之间的安全间距应尽可能≥0.8mm，而对密集型焊点群(如96芯插座)焊盘之间的最小间距必须≥1.0mm才行。⑵桥连现象B相邻二引脚之间的空间发生的桥连，如图2所示。此现象通常是由于相邻引线伸出焊盘的高度过长，引脚之间的间距过短所致。另外焊接速度过快，倾斜角过小对此现象的发生也有一定的

3、影响。⑶桥连现象C多芯接点间的横向桥连及纵向桥连，如图3所示。纵向桥连主要影响因素是钎料波形选择不当，引脚伸出长度过长以及夹送速度过快。而横向桥连现象的出现则主要是由于钎料波峰中存在钎料的横向流动所致。⑷桥连现象D多芯接点间的复合桥连现象，如图4所示。复合桥连现象的发生原因，主要是由于波峰的平整度差而导致波峰钎料出现了明显的横向流动所致。波峰中存在漩涡一运动对复合桥连现象的发生也有一定的影响。⑸桥连现象E在SMT波峰焊接中由于大元件阻挡造成液态钎料回流而形成桥连，如图5所示。造成此现象的主要因素是PCB设计不良。⑹桥连现象FSMT波峰焊接中沿SMC上表面发生的桥连现

4、象，如图6所示。此现象的发生很大可能是由于SMC表面受污物污染和波峰焊时夹送方向不合适所致。⑺桥连现象GSMT波峰焊接中沿SMC下表面缝隙中发生的桥连现象，如图7所示。出现此现象的可能原因是与SMC二电极相连的二焊盘之间的距离偏小，再加上元器件体和PCB板面之间的窄缝，形成了不流动的死角滞留了液态钎料而导致在窄缝中发生桥连。避免出现此现象的有效办法是阻断沿窄缝发生桥连的通道，如图8所示。⑻桥连现象H由于SMT焊盘间距设计不当造成的桥连现象，如图9所示。图9中虽然相邻二元件体电极之间的距离合适，但是焊盘间距大小而导致在相邻二电极之间被钎料填充而发生桥连。在SMT波峰焊

5、接中相邻SMC/SMD元器件体及相关焊盘之间的安全距离应符合如图10～图12所示。⑼桥连现象I在波峰焊接中有时出现一条形区内发生大片的不润湿性桥连并伴有大量的拉尖，如图13所示。出现此现象的根本原因是助焊剂喷雾系统不正常，出现了漏涂区所致。3桥连形成原因3.1产生“桥连”的机理为了描述波峰焊接中相邻导线和焊盘间发生“桥连”的形因，我们仅就图14所示的SMD波峰焊接发生桥连时的简单模型来进行讨论。在图14中R1、R2、R3、R4是由熔融钎料所形成的曲率半径，位于钎料外侧的曲率半径R3、R4是负的，而位于钎料内部R1、R2是正的，f是液态钎料的表面张力。在焊盘间形成桥连

6、的熔融钎料的内压P3、P4，可以表示为：P3＝－(1)P4=－(2)式中：P3、P4──桥连处熔融钎料的附加内压：f──熔融钎料的表面张力；R3、R4──桥连处的曲率半径。内压P3、P4作用力方向是指向桥连区域熔融钎料的外部，如图14中箭头所示。该内压的作用趋势是使桥连处的熔融钎料不断扩展而使桥连面积不断增大。图14(b)焊盘或导线部位上的内压P1、P2可表示为：P1＝(3)P2=(4)焊盘或导线上的内压P1、P2为正值，其作用方向是指向焊盘部分液态钎料内部的，如图14(b)所示。从而一旦发生桥连时，由于桥连部分液态钎料中的内压低，而位于焊盘或导线上的液态钎料内压高

7、。以图14(b)左侧为例，它们之间的压差可表述如下：△P=P1－P2=－(－)=f(＋)(5)由此可知，熔融钎料从焊盘或导线部流向桥连区域，导致桥连区域中钎料不断地增加和堆集，从而加剧了桥连现象的发生和发展。由于P4的值也是负值，也构成了吸收高内压区域熔融钎料的驱动力。P4＝－(6)由上述各式可知，随着相邻导线和焊盘间的间距和宽度的不断变窄，曲率半径R1、R2、R3、R4不断变小。由式（1）～(6)可知，位于桥连区的熔融钎料内的附加内压也将随之变得更低，而焊盘或导线上的液态钎料的附加内压却变得更高，熔融钎料不断地向低内压区流动，使得桥连区内液态钎料愈积愈多，从而