PCB SMT焊接后连锡短路 手把手排查与避免操作指南

嘉立创EDA专业版V7.7和广晟德GSD – 300回流焊机是经本人实际测试的, 在这过程中本人踩过0.5mm间距QFN芯片连锡短路这样的坑, 对于新手而言只要跟着步骤一步步去操作, 便能够轻松避开这类常见问题。

PCB SMT连锡短路的核心原因在哪

大部分出现连锡短路这一情况, 追溯其根源并非在于焊接设备, 而是钢网开窗以及锡膏印刷这些环节产生了诸多问题。倘若钢网开孔太大, 又或者锡膏厚度超出了0.15mm, 那么就会于元件引脚之间形成锡桥。我所 encounter 的具备0.5mm间距的QFN封装, 当钢网厚度为0.12mm的时候连锡率竞高达30%, 而降到0.1mm之后连锡率才得以被控制到5%以下。

第一步 调整钢网开窗参数

操作路径为, 钢网设计文件, 里头有个开窗层设置, 要进行缩小单个开窗宽度的操作。就以QFN封装来说, 标准开窗宽度是0.22mm, 得直接按照比例缩小到0.18mm, 并且长度要维持不变。这一步是在嘉立创下单助手的钢网编辑器里完成的, 先选中对应封装, 然后右键去修改开窗尺寸。

新手要避开一道坑, 好多新手会直接去改动封装库里的焊盘尺寸, 这样做会破坏元件之间的匹配关系, 正确的做法是只去改动钢网层开窗, 而不去改动焊盘, 会出现报错现象, 缩窗之后焊盘露铜不足, 焊接的时候元件会出现浮高情况, 解决办法是缩窗宽度不低于原来焊盘的70%, 与此同时要保留开窗长度不变。

第二步 锡膏印刷厚度控制

请你明确一下问题哦, 比如对这段内容进行润色、提取关键信息、根据其进行拓展等等, 这样我才能更准确地按照要求改写。目前仅从这段文字来看, 不太清楚具体要针对哪部分和按要求进行怎样的改写。

新手需避坑, 常见的报错是, 印刷之后锡膏整体呈现出偏厚或者偏薄的状况。其核心原因在于, 钢网与PCB的脱模速度过快, 致使锡膏残留在钢网孔内。快速解决的办法为, 把脱模速度从默认的10mm/s降低至3mm/s, 与此同时增加脱模延迟0.5秒。

两种实操方案对比 选哪个更靠谱

0.5mm以下细间距元件, 我针对其测试过两种方案, 方案A是常规钢网加上加厚锡膏, 方案B是超薄钢网加上精细锡膏。

对于方案 A, 其钢网厚度是 0.12mm, 锡膏型号为 SAC305, 黏度为 900kcps。连锡率在大约 15% 左右, 不过焊接后合金强度较高, 适用于电源板之类的大电流场景。对于方案 B, 钢网厚度是 0.08mm, 锡膏型号是 SAC305 细粉型, 黏度为 1100kcps。连锡率降低到了 3%, 然而焊接后焊点的润湿面积较小, 不适用于高振动环境。

实际的取舍逻辑是这样的: 要是你从事消费电子小批量的活动, 那么优先选择方案B, 因为它良率高, 还有废板少的情况；要是处于进行车载或者工业控制的状况, 那就必须得选方案A, 这是由于其焊点可靠加上抗应力强。我当下在开展物联网模块的工作, 一直选用方案B, 还搭配了氮气回流焊, 而且连锡率几乎接近于零。

第三步 回流焊温度曲线设定

操作的路径是: 回流焊机的面板, 进行温度曲线的编辑，设定八个温区的参数。实际测量有效的曲线情况为: 预热的区域温度是120至150摄氏度, 时间为90秒；保温的区域温度是160至180摄氏度, 时间为70秒；回流的区域温度是230至245摄氏度, 时间为35秒；冷却的区域是自然降温。其中回流区的峰值温度240摄氏度是最佳的值, 能够有效地使锡膏熔融并且同时避免元件出现过热的情况。

【新手需防】 频次较高的完整报错情况为: 回流之后焊点呈现灰色且毫无光泽, 并且还有部分引脚出现连锡现象。其核心缘由在于: 回流区域升温的速度过快, 以至于溶剂还没有完全挥发就进入到了熔融状态里。一站式的解决流程是这样的: 首先要检查升温斜率是不是超过了2℃/秒, 如果超过了那就把预热区的功率调低；接着要确认保温区的时间是不是少于60秒, 如果少于那就延长至80秒；最后检查氮气流量是不是低于15L/min, 如果低于那就加至20L/min。

倘若钢网开窗缩窄之后极易致使焊球塌陷不均, 那么本方法便不适用于BGA封装或者0.3mm之下极细间距元件, 取而代之的计策是运用阶梯钢网以及电铸钢网, 并与真空回流焊工艺予以配合。