在电子产品制造中，桥连是发生率最高的缺陷，也是工程师在产品设计和生产环节经常需要面对和解决的问题之一。在本文中，我们将以本公司的某款产品为例，介绍如何分析和消除桥连缺陷。

这是一款已经批量生产的产品。在样品试制阶段，我们采用的是机器人焊接，而在量产阶段，我们使用的是选择性波峰焊机。产品经过多喷嘴焊接后，某个连接器100%出现了如图1所示的桥连缺陷，因此每个产品必须经过返修，即增加了成本，又对产品造成二次热损伤，降低了产品的可靠性。我们为此进行了专门的分析研究。

材料及焊接工艺
产品的PCB厚度H=1.6mm，焊盘直径D=1.8mm，孔径φ=1.2mm。连接器的引脚长度L=4mm(见图2)，引脚径(对角线)d=0.64×1.44=0.9mm(见图3)，引脚间距(Pitch)为2.2mm。

使用的焊接设备为ERSA公司的Versaflow Highspeed选择性波峰焊机（见图4），焊料为SAC305，助焊剂为专用于选择焊的IF2005C。采用全充氮（氮气纯度为99.999%）多喷嘴（见图5）浸焊的方式进行焊接。

首先，我们结合焊接原理及相关影响因子，得出如下力学公式：

[Fpin（锡对Pin引脚的浸润力）+Fhole(锡对通孔孔壁的浸润力）+FPad(通孔焊盘浸润力）+FK(焊料表面张力)] > [FG(焊料的自重）+FA(锡缸内锡的剥离力）]

根据上述力学公式，F合（Fpin+Fhole+Fpad+FK）越小，造成桥连的可能性就越低。由此，我们结合4M（人、机、2009年11-12月 | www.emasia-china.com 17料、法；Man，Machine，Material，Method）分析法进行了逐项研究。

1、排除人为因素和操作方法错误 (人、法)。最容易想到的是我们的工程师经验不足或对设备了解不够，造成了缺陷的产生。为此，我们邀请设备原厂工程师现场协助进行解决，分别从预热温度、预热时间、焊接温度、焊接时间、焊接速度、焊接高度、分离速度等焊接参数入手进行解决。经过连续三天的现场调试，桥连缺陷没有明显的改善。由此证明，不是生产人员的人为因素和焊接工艺的原因引起。

2、减小F合↓(机)。我们在焊接喷嘴上的相应位置增加了一个防桥连隔离片（见图8），并采用两种不同镀层的喷嘴（浸润性和非浸润性），分别结合隔离片进行焊接验证，结果仍没有任何改善。

3、减小Fpin↓与Fpad↓的合力 (料1)。我们对连接器的引脚进行了处理，把引脚进行交叉 整形以增加引脚间的间距，但经过焊接验证，仍有50%的桥连。这表明虽然有一定的改善但不能彻底解决问题。此外，因为需增加额外的整形工序，会对PCB造成损伤。

4、减小Fpin↓(料2)。我们对连接器的引脚进行了处理， 把引脚长度由4mm剪短到3mm和2.5mm后进行了焊接验证，结果还是有50%的桥连，说明有改善但依旧不能彻底解决问题，且需要增加额外的工序。

问题的解决
由于上述四种方案都不能彻底消除桥连，我们把产生问题的原因锁定在了Fhole↓和Fpad↓两个因子上。因为PCB的孔径φ=1.2mm是连接器厂商的推荐值，同时考虑到产品已经量产，所以要尽可能地避免对电路进行修改，以减小对产品性能的影响；因此我们没有改动PCB的孔径，而是对PCB的丝印层做了如下两种改变：一是在焊盘之间增加阻焊条来防止焊接时产生桥连；二是用阻焊膜PTH间的焊盘间的边距增加了0.3mm，同时大幅度地缩小了焊盘的可焊面积（见图9）。

经过焊接验证，缩小PTH 焊盘面积的300 片PCB 在焊接后样品板100 % 合格， 无桥连发生，通孔透锡率为100 %（图10为改善后的切片图），焊接质量也符合IPC标准。

此方案没有增加新工序和生产成本，更重要的是不需要修改产品的电路设计，因而不必对产品进行可靠性试验，不仅节省了大笔试验经费，还实现了产品的无缝切换。

结论
研究表明，尽管存在着连接器引脚间距较小和引脚偏长两个重要的影响因素，而且产品采用了椭圆形的焊盘设计，但由于通孔焊盘过大，PTH焊盘的边边距太小，造成了焊盘的大小与引脚间距不匹配，进而导致焊接时产生了桥连缺陷。

由此我们不难看出，在产品开发过程中，DFM评审是一个不可少的过程且必须在产品量产前进行充分的验证，这样才能有效地避免将问题带到生产环节，以达到事半功倍的效果。