常见工艺:热风整平(HASL)、有机可焊性保护剂(OSP)、化学镀镍/浸金(ENIG)、浸银(Immersion Silver)、沉锡(Immersion Tin)、电镀硬金(Electrolytic Hard Gold)和化学镍钯金(ENEPIG)。
1. 大梁角度(轨道倾斜角):
○ 调整范围:3°-7°(推荐5.5°),过平易挂锡,过陡则焊料回流不足。
○ 影响:角度影响焊料流动与滴落速度,角度过小易导致焊料堆积形成短路。
○ 操作:通过机械调节导轨,确保PCB板与锡波接触时呈微倾斜,利于焊料回流。
2. 波峰高度:
○ 调整标准:波峰高度应略低于PCB板底面(约0.5-1mm),避免焊料溢出至元件面。
○ 问题:波峰过高易导致焊料漫过焊盘,波峰过低则焊点不足。
○ 操作:通过调节波峰发生器高度或泵速控制,使用高温玻璃板检测波峰平整度。
3. 锡面流向与波峰挡板:
○ 优化流向:确保锡波流动平稳,无漩涡或湍流(可能导致焊料飞溅)。
○ 挡板位置:调整波峰出口挡板,控制锡波宽度与流速,波峰焊的喷口挡板就像交通警察,负责控制锡波的流动方向和高度(流向不对会造成短路、线路板脏污)。
○ 清理堵塞:定期清理波峰喷口或挡板上的锡渣,避免流动受阻。
二、设备设置参数(软件与控制系统)
1. 温度参数:
○ 锡炉温度:无铅工艺推荐265±5℃(实测波峰温度),避免过高导致氧化或过低焊料流动性差。
○ 预热温度:确保助焊剂活化且PCB无变形。
○ 温度曲线:使用KIC等工具监测PCB实际温度曲线,确保升温梯度合理。
2. 速度与时间:
○ 传送速度:根据板厚与元件密度调整,高密度板需降低速度。
○ 焊接时间:确保PCB在波峰中停留2-3秒,时间过短焊点不饱满,过长易短路。
3. 助焊剂系统:
○ 喷雾压力:调整至均匀覆盖PCB,避免过量(导致桥连)或不足(虚焊)。
○ 喷雾高度:垂直喷洒(用传真纸测试均匀性)。
三、工艺参数优化(流程控制)
1. 波峰形状与类型:
○ 双波峰设置:扰流波(第一波)其波形具有不规则性,通过高压使锡面以湍流状喷至焊点区域,平滑波(第二波)修整焊点,减少连锡。
○ 波峰平整度:用高温玻璃板检查波峰是否平整,无凹陷或凸起。
2. 氮气保护(可选):
○ 在密闭环境中使用氮气保护,减少氧化,提升焊料润湿性,降低短路风险。
四、设计缺陷改进(PCB与元件布局)
1. 焊盘间距与阻焊设计:
○ 间距要求:关键区域(如IC引脚)焊盘间距≥0.6mm,不足时需增加阻焊坝(宽度≥0.2mm)。
○ 盗锡焊盘:在密脚元件末端添加“盗锡焊盘”,引导多余焊料流向安全区域。
○ 元件方向:IC引脚方向与波峰行进方向垂直(而非平行),避免引脚间连锡。
2. PCB变形控制:
○ V-Cut设计:拼板V槽深度≤板厚的1/3,过深变形易导致热变形溢锡。
○ 辅助治具:大尺寸PCB使用工装治具支撑,防止热变形。
五、材料问题排查与优化
1. 焊锡质量:
○ 纯度要求:符合国标GBT 3131-2020、JIS-Z-3282焊锡标准。
○ 锡渣管理:每日清理锡炉,防止氧化渣影响焊料流动性。
2. 助焊剂选择:
○ 活性匹配:选用中活性(RA级)免清洗助焊剂,避免活性不足或残留导致短路。
○ 稳定性:定期检测助焊剂比重,避免老化失效。
3. PCB材质:
○ 表面处理:优选ENIG(沉金)或OSP(抗氧化膜),避免HASL(喷锡)表面氧化风险。
○ 孔径控制:通孔直径与元件引脚匹配,避免过大导致焊料溢出现象。
六、操作问题与维护规范
1. 过板操作:
○ 方向确认:每次生产前验证PCB过炉方向是否正确(引脚垂直波峰方向)。
○ 进板平整:确保PCB无翘曲,传送爪无磨损,避免板面起伏导致焊料不均。
2. 设备维护:
○ 日清锡渣:每班次清理锡炉与波峰喷口,检查助焊剂喷头堵塞。
○ 参数校准:定期测温仪校准(如实际波峰温度与设备显示差异)。
3. 培训与记录:
○ 操作人员需接受波峰焊工艺培训,记录每日参数(温度、速度、助焊剂用量)及缺陷分析,形成闭环改进。
七、快速排查流程(现场实用)
1. 10分钟快速排查:
○ 确认过板方向垂直→检查助焊剂喷雾均匀→实测波峰温度→验证焊盘间距≥0.6mm→清理锡渣。(及其他关联数据)
2. 数据化工具:
○ 使用SPC(统计过程控制)监控关键参数,通过DOE(实验设计)优化工艺窗口。
总结:
通过系统性调整硬件、参数、设计、材料,结合标准化操作与维护,可将波峰焊短路率降至1%以下,显著提升焊接质量与效率。
关键行动建议:
● 立即检查:过板方向、波峰高度、焊盘间距、锡渣量。
● 每日维护:清理锡渣,验证温度与喷雾均匀性。
● 长期改进:优化PCB设计,升级高纯度焊料与助焊剂。
希望此方案能帮助您系统性解决波峰焊短路问题!
文字 | 江苏崒华电子材料技术团队
图片 | 专业工业摄影
编辑 | 江苏萃华电子技术工艺部
发布日期 | 2026年
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