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万变不离其宗，作为 NPI 工程师，DFM 可制造性分析涉及的范围非常广，今天是关于PCB 焊接问题、波峰焊缺陷及预防措施。
波峰焊的基本原理相当简单。在将元件放置在 PCB 上，并将其引线插入通过 PCB 钻孔或冲孔的孔（“通孔”）中后，将组件放置在传送带上。传送带将组件移动通过液态焊料罐（通常称为“罐”）。焊料被泵送通过烟囱，形成一个脊，该脊流过 PCB 的底部，在元件引线和 PCB 电路之间形成连接。
虽然原理很简单，但是这个过程需要控制很多变量，每一个变量都有可能导致严重的缺陷。
波峰焊已用于焊接表面贴装器件（“SMD”），但该技术最适合“通孔”组件（引线插入电路板钻孔中的组件）。
设计要进行波峰焊的 PCB 时，PCB Layout 工程师需要注意 3 个问题：
焊盘间距：如果需要焊接的焊盘靠得太近，液态焊料会在它们之间流动，结果不仅时两个连接的焊盘短路，而且可能导致整个 PCB 短路。
阻焊层：PCB 上通常都会涂一层阻焊层。但仔细检查阻焊层还是有必要的，可以防止一些不必要的错误。
助焊剂：一旦检查了要焊接的PCB 焊盘间距和阻焊剂，就需要使用助焊剂了。助焊剂有助于确保需要焊接的电路板区域清洁且无氧化。
针孔或气孔主要是由于印刷电路板在焊接过程中放气造成的。波峰焊过程中针脚和气孔的形成通常与镀铜的厚度有关。
在焊接操作过程中，电路板内的水分被加热成气体，当它仍处于熔融状态时，它会通过焊料逸出。当焊点凝固时气体继续逸出，就会形成空隙。电路会暂时导通，但很容易造成长时间导通不良。
验证顶部 PCB 温度、验证助焊剂沉积和所需的预热温度、检查层压板中的水分必要时进行预烘烤，但要检查-孔电镀。
芯片元件上的焊点超过具有凸弯液面的零件高度，称为球状或过量圆角。它是在板与焊波分离期间引起的，在氮气焊接中更为常见。
1）在下图中，焊点位于单面板上，由于接头中导线的膨胀和收缩，接头已失效。
在这种情况下，故障在于初始设计，因为电路板不符合其操作环境的要求。由于处理不当，单面接头在组装过程中可能会失效，但在这种情况下，接头表面会显示出在重复运动过程中产生的应力线。
2）下图显示了圆角底部周围的裂缝，并已与铜焊盘分离，这很可能与电路板的基本可焊性有关。
焊料和焊盘表面之间没有发生润湿，导致接头失效。由于接头的热膨胀，通常会发生接头开裂，这与产品的原始设计有关。
1）在下图的情况下，由于对引线的热需求，部件被抬起。只需增加在波浪中的浸泡时间就可以解决这个问题。
在下图中，残留物要么是助焊剂配方的结果，要么是由于不良的工艺条件造成的。许多免清洗材料依赖于正确的预热温度，有助于最大限度地减少留在板上的残留物。
波接触时间也可能影响留在板上的残留物，与助焊剂供应商的讨论应提供正确的工艺参数。
具体的如下面两图所示：这些焊锡片以杂乱的飞溅物粘在阻焊层上，呈现出蜘蛛网的外观。
1）在下图中，引线孔比过大，导致焊接困难。焊盘的边缘也有树脂涂抹的迹象。
下图所示的示例是铜焊盘上毛刺的结果。在钻孔或冲压过程中，电路板表面的铜在某些区域会偏斜，从而导致焊接困难。如果树脂涂抹在焊盘边缘，也会发生同样的情况。
对工艺参数的检查应该可以消除问题。当从泡沫助焊剂转换为喷雾助焊剂装置时，这是一个常见的问题；这是由于助焊剂难以渗透到通孔中。>
焊料尚未完全填满此处的电镀通孔
波接触前印制板的顶部温度应为 100-110°C。这通常适用于双面和多层板。单面板将在稍低的温度下加工，因为不需要焊料渗透。
提高预热或通过增加波接触时间应该可以简单地解决这个问题。>
一个洞已经填满；另一个没有
木板很可能未能与波浪接触，将电路板错误地加载到系统中也可能导致此故障。通孔电镀的质量可能是造成问题的原因，但这种情况不太可能发生。>
这块板很可能未能与波浪接触
弱膝效应，其中焊料无法在孔的膝部和焊盘上润湿。孔填充不良也可能是由于预热操作设置得太低或助焊剂应用不佳。
当从传送带或托盘中提升板时需要小心，因为操作员经常使用大型组件作为把手。>
在处理过程中，波峰焊后发生了这个抬起的焊盘
在铜和电路板之间的层被破坏的地方过度加工焊盘接头。设计有薄铜层的电路板。
最简单的修复是将引线折叠到仍然连接的铜迹线上并焊接它，如下图所示。如果有阻焊层，则需要小心地刮掉以露出裸铜。
锡/铅不应用于专业电路板上的抗蚀剂。当锡/铅进入液相时，它会膨胀，并可能导致焊料和抗蚀剂之间失去附着力。如果抗蚀剂很脆或很薄，它将如下图所示分离。如果涂层的厚度小于 3-5µm，则可以使用锡/铅，因为在波峰焊或回流焊期间几乎没有移动。
抗蚀剂孔径的正确设计规则是焊盘周围的 0.002-0.003 环形环。下图示例设计为具有小于焊盘尺寸的抗蚀剂孔径。值得指出的是，在波峰焊过程中，焊盘上的抗蚀剂可能会影响接头的外观，但不会引起任何可靠性问题。
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