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如何在PCB设计中避免焊接桥?

Matthew Cook 2019-07-10

加利福尼亚州阿苏萨北部有一座建筑奇迹的桥梁。唯一的问题是它不和任何地方相通,它曾经是一部分的道路项目却因近一个世纪前的洪水而被废弃,但不是在桥梁建成之前。vSg电子头条

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加利福尼亚臭名昭着的“无路桥”。图片使用Victor Rocha提供[CC-BY 3.0]vSg电子头条

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电路设计师希望他们的桥梁无处可去。不幸的是,焊接桥通常形成连接最坏的东西。焊料总是似乎去不应该去的地方,而不是它去应该去的地方。尝试使用电源对地焊接桥为电路供电。vSg电子头条

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焊接桥是什么?vSg电子头条

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当电路板上未设计为电连接的两个点被PCB焊接掩模的顶部上的焊料无意连接时,就会形成焊接桥。这会产生一种电短路,可能会造成各种各样的破坏,这取决于短路的两点是如何设计的。vSg电子头条

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焊接桥的例子。来自SparkFun的图片vSg电子头条

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导致焊接桥原因vSg电子头条

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焊接桥可能是由很多原因造成的,包括坏的焊膏模板或错误的贴装登记、凌乱的装配线或笨拙的返工技术。焊锡想要加热金属或其他熔化的焊料,许多印刷电路板组装过程依赖于这一事实。当焊料回流时,当焊料回流时,它的表面张力很大,所以它倾向于在它所属的地方保持成球状,并很好地固定住东西。任何破坏自然倾向的东西都会导致桥接。vSg电子头条

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在引脚之间形成焊接桥。图片来自PimoronivSg电子头条

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如上图所示,由于引脚和电镀孔的结构以及通常用于组装它们的波焊工艺,通孔元件经历桥接。vSg电子头条

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如何来防止焊接桥?vSg电子头条

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虽然无法保证你在电路板上永远看不到焊接桥,但你可以在设计和准备过程中做一些关键事项以大大降低焊接桥接风险。vSg电子头条

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对通孔元件使用正确的引线长度vSg电子头条

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引线太长的通孔元件会导致焊接桥。适合你应用的引线长度取决于PCB的尺寸和厚度、元件的尺寸和质量以及你计划采用的焊接类型(波焊、选择性焊接等)。值得提前研究,以减少事后的返工时间。一个好的印刷电路板组装厂将能够帮助你。vSg电子头条

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使用正确的孔尺寸和焊盘直径vSg电子头条

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许多焊接桥是由于孔和/或表面焊盘太大而导致的。过大的环形垫圈减小了两个相邻销的可焊接表面之间的距离。这减小了距离,特别是在波焊操作中,大大增加了焊接桥的风险。因此,请按照数据表正确调整电镀通孔和焊盘的尺寸。vSg电子头条

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设计到尽可能高的可生产性水平vSg电子头条

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可生产性设计适用于表面贴装和通孔元件,考虑到零件的尺寸和间距,可生产性设计与易生产性有关。IPC(国际电子工业联接协会)发布了PCB设计和组装的行业标准,并将A级定义为一般可生产性的首选级别。在一些设计中,非常小的间距是不可避免的,但在许多设计中,它们是可避免的。这里的最佳做法是避免使用不必要的小零件或紧密的间距。vSg电子头条

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01005个零件vSg电子头条

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正确应用焊接掩模vSg电子头条

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焊料掩模是PCB顶部的涂层,适用于不需要焊接的任何地方。焊锡不希望粘附在焊料掩模上,在大多数情况下这是一种环氧树脂。应在任何地方应用焊接掩模,尤其是在组件的引脚之间。在引脚之间不施加焊接掩模,无论是有意还是无意,都会产生很高的焊接桥接风险。vSg电子头条

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将基准放在PCB上vSg电子头条

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基准标记是精确设计的标记,可放入PCB设计中,使自动化机器能够找到PCB并对齐板上每个部件的位置。正确使用时,元件放置和对齐很容易。IPC推荐三个基准标记,两个在对角,另一个在另一个角。大多数PCB组装厂都只接受两个相反的角。使用较差的基准标记或标记不良会增加错位部件的风险,从而增加焊接桥的风险。vSg电子头条

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与高质量的PCB组装厂合作vSg电子头条

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你可能无法控制制造过程,但你可以控制与谁合作。由于焊接桥接的大多数原因都在构建过程中,因此与知道自己正在做什么的合同制造商合作至关重要。与愿意向你展示其流程并与你讨论详细信息的CM合作。你可以向他们提出问题,以便更好地了解他们的流程,包括询问他们如何开发焊膏模板以及他们如何进行电路板检测流程。vSg电子头条

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如果按照上述适用步骤操作,焊接桥的风险将大大降低。你的设计肯定会成为未来成功的桥梁,而不是通往无处的桥梁!vSg电子头条