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PCB 焊桥:定义、危害与常见类型

来源:捷配 时间: 2025/09/25 09:42:53 阅读: 159 标签: PCB 焊桥
    在 PCB 生产与焊接过程中,焊桥是最常见的焊接缺陷之一,指焊锡膏融化后未按预期局限在单个焊盘上,而是连接相邻焊盘或元件引脚,形成 “不必要的导电通路”。与虚焊、脱焊不同,焊桥直接导致电路短路,轻则使元件功能失效,重则烧毁芯片、引发设备起火,据行业统计,焊桥占 PCB 焊接缺陷总量的 35% 以上,是影响生产良率的核心问题。若对焊桥的特性与危害认知不足,仅通过后期返修解决,会大幅增加生产成本(返修成本是预防成本的 5-10 倍)。今天,我们从基础入手,解析 PCB 焊桥的定义、危害、常见类型及典型场景,帮你建立系统认知。
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首先,明确 PCB 焊桥的核心定义:在 SMT(表面贴装技术)或 THT(通孔插装)焊接中,焊锡膏(或焊锡丝)受热融化后,因设计不当、工艺失控或材料问题,超出单个焊盘 / 引脚的范围,连接相邻两个及以上的焊盘、引脚或导电区域,形成电气短路的现象。焊桥的本质是 “焊锡量失控” 或 “焊锡流动路径异常”,短路电阻通常<100mΩ,远超电路正常绝缘要求(≥10¹²Ω)。?
 
 
PCB 焊桥的危害具有 “直接性、破坏性”,贯穿生产、使用全周期:?
  • 生产端:焊桥导致 PCB 功能测试失败,需人工返修,良率下降(如焊桥率 5% 时,返修耗时增加 2 小时 / 批次),若返修不当(如热风枪温度过高),会损坏 PCB 基材或元件,造成二次损失(报废率超 1%);?
  • 使用端:未检测出的隐性焊桥(如 BGA 底部相邻锡球焊桥),会在设备运行中因振动、温度变化导致短路加剧,引发芯片烧毁(如 CPU 因焊桥短路烧毁,维修成本超千元),甚至引发火灾(如电源电路焊桥导致电流过大,PCB 铜箔熔断起火);?
  • 成本端:焊桥的返修成本约 0.5-2 元 / 点(取决于元件类型),若某批次 1000 片 PCB,每片有 2 处焊桥,总返修成本超 1000 元,且延迟订单交付,影响客户信任。?
 
 
根据元件类型与焊接工艺的差异,PCB 焊桥主要分为四大常见类型,其表现与形成场景各有不同:?
1. 片式元件焊桥(电阻、电容、电感)?
片式元件(如 0402、0603、0805)的焊桥多发生在 “两个相邻焊盘之间”,表现为焊锡连接元件两端的焊盘,形成短路,是最易识别的焊桥类型。?
  • 典型场景:0402 元件焊盘间距过小(<0.15mm)、钢网开口过大(超出焊盘宽度 95%),或丝印时焊锡膏量过多,回流焊后焊锡融化并覆盖两焊盘间隙。例如,某消费电子 PCB 的 0402 电容焊盘间距设计为 0.1mm(标准≥0.15mm),丝印后焊锡膏覆盖间隙,回流焊后 15% 的电容出现焊桥,短路电阻<50mΩ;?
  • 识别方式:目视或 AOI(自动光学检测)可直接观察到焊盘间的焊锡连接,无需借助 X-Ray 设备,识别率超 99%。?
2. QFP 元件焊桥(四边扁平封装)?
QFP 元件(如 QFP-44、QFP-64)的焊桥发生在 “相邻引脚的焊盘之间”,因引脚密集(间距 0.4-0.8mm)、焊盘狭窄,焊锡易在引脚间形成 “锡桥”,表现为相邻引脚被焊锡连接。?
  • 典型场景:QFP 引脚间距 0.5mm(较窄)、钢网开口与焊盘宽度比例超 100%(如焊盘 0.3mm,开口 0.32mm),或贴片机精度不足导致元件偏移,回流焊后焊锡在偏移的引脚间搭桥。例如,某工业 PLC 的 QFP-64 元件(引脚间距 0.5mm),钢网开口 0.32mm(焊盘 0.3mm),焊接后 8% 的引脚出现焊桥,导致 PLC 无法通电;?
  • 识别方式:AOI 可检测大部分表面焊桥,若焊桥隐藏在元件本体下方,需用 X-Ray 辅助检测,识别率约 95%。?
3. BGA 元件焊桥(球栅阵列封装)?
BGA 元件(如 BGA-100、BGA-256)的焊桥发生在 “底部相邻锡球之间”,因锡球阵列密集(间距 0.8-1.2mm)、隐藏在封装下方,焊桥具有 “隐蔽性”,是最难检测与修复的类型。?
  • 典型场景:BGA 焊盘直径过大(超锡球直径 80%)、钢网开口过大(超焊盘直径 90%),或回流焊温度过高导致锡球过度融化,相邻锡球焊锡融合。例如,某服务器 BGA 芯片(锡球直径 0.5mm,间距 1.0mm),焊盘直径设计为 0.45mm(超 80%),回流焊后 5% 的相邻锡球出现焊桥,导致服务器蓝屏,需 X-Ray 才能检测;?
  • 识别方式:必须借助 X-Ray 检测设备,通过透视观察锡球间是否有焊锡连接,普通目视或 AOI 无法识别,检测精度需达 0.01mm。?
4. 通孔元件焊桥(THT 封装)?
通孔元件(如插件电阻、电容、连接器)的焊桥发生在 “相邻通孔焊盘之间”,表现为 PCB 背面(焊接面)的焊锡连接相邻通孔焊盘,多因波峰焊参数不当导致。?
  • 典型场景:通孔焊盘间距过小(<0.8mm)、波峰焊锡温过高(>260℃)或传输速度过慢(<1m/min),导致焊锡在相邻焊盘间堆积。例如,某电源适配器的插件电容(通孔焊盘间距 0.6mm),波峰焊锡温 265℃,焊接后 10% 的焊盘出现焊桥,导致电源短路;?
  • 识别方式:目视观察 PCB 背面焊盘,或用 AOI 检测,识别率超 98%。?
 
PCB 焊桥是 “短路风险的直接来源”,不同类型的焊桥在表现、场景与识别方式上存在差异,只有先明确认知,才能针对性采取预防与消除措施,从源头降低焊桥发生率。

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