如何解決波峰焊 SMT 常見(jiàn)缺陷-從橋連到虛焊的精準(zhǔn)排查
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時(shí)間: 2025/09/26 09:57:36
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波峰焊 SMT
波峰焊 SMT 生產(chǎn)中，即使工藝參數(shù)初步設(shè)定，仍可能因 “PCB 設(shè)計(jì)、焊錫狀態(tài)、設(shè)備異常” 出現(xiàn)缺陷 —— 橋連率超 5% 會(huì)導(dǎo)致短路報(bào)廢，虛焊率超 3% 會(huì)引發(fā)設(shè)備間歇性故障。與 “盲目調(diào)整參數(shù)” 的低效方案不同，科學(xué)的缺陷解決需 “定位缺陷類型 - 分析根因 - 針對(duì)性施策”，針對(duì)橋連、虛焊、錫珠、焊錫不足、焊點(diǎn)氧化五大常見(jiàn)缺陷，建立標(biāo)準(zhǔn)化排查流程。今天，我們解析波峰焊 SMT 的常見(jiàn)缺陷，結(jié)合案例分析根因與解決方法，幫你快速定位并解決問(wèn)題。?
一、缺陷 1：橋連（相鄰焊盤(pán)被焊錫連接，短路）?
橋連是波峰焊最常見(jiàn)的缺陷，表現(xiàn)為 PCB 底面相鄰?fù)缀副P(pán)被焊錫連接，導(dǎo)通電阻＜100mΩ，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致元件燒毀，常見(jiàn)于引腳間距≤1.0mm 的元件（如連接器、排針）。?
1. 核心根因?
- PCB 設(shè)計(jì)問(wèn)題：焊盤(pán)間距過(guò)?。ǎ?.8mm）、焊盤(pán)直徑過(guò)大（＞通孔直徑 1.5 倍），焊錫易覆蓋相鄰焊盤(pán)；?
- 工藝參數(shù)不當(dāng)：錫溫過(guò)高（＞260℃，SAC305）導(dǎo)致焊錫流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)，或傳輸速度過(guò)慢（＜0.9m/min）導(dǎo)致焊錫堆積；?
- 波峰狀態(tài)異常：第二波（平滑波）流速過(guò)低（＜0.5m/s），無(wú)法撫平多余焊錫；?
- 助焊劑過(guò)量：噴涂量＞30μm，焊錫表面張力降低，易擴(kuò)散至相鄰焊盤(pán)。?
2. 排查與解決步驟?
- 外觀與設(shè)計(jì)排查：?
- 用顯微鏡（100 倍）觀察橋連位置，測(cè)量焊盤(pán)間距（若＜0.8mm，需修改 PCB 設(shè)計(jì)至≥0.8mm）；?
- 檢查焊盤(pán)直徑（若＞通孔直徑 1.5 倍，縮小至 1.2-1.3 倍）；?
- 工藝參數(shù)調(diào)整：?
- 錫溫：從 260℃降至 252-253℃（SAC305），降低焊錫流動(dòng)性；?
- 傳輸速度：從 0.8m/min 升至 1.1-1.2m/min，減少焊錫浸潤(rùn)時(shí)間；?
- 波峰流速：將第二波流速?gòu)?0.4m/s 提升至 0.6-0.7m/s，增強(qiáng)焊錫撫平效果；?
- 助焊劑優(yōu)化：?
- 噴涂量從 35μm 降至 15-20μm，通過(guò)調(diào)整噴嘴壓力（從 0.3MPa 降至 0.22MPa）實(shí)現(xiàn)；?
- 案例：某消費(fèi)電子 PCB（連接器引腳間距 0.9mm）橋連率 10%，排查發(fā)現(xiàn)焊盤(pán)間距 0.7mm（設(shè)計(jì)缺陷）+ 錫溫 258℃，修改焊盤(pán)間距至 0.9mm + 錫溫降至 253℃后，橋連率降至 1.2%。?
二、缺陷 2：虛焊（焊錫未充分浸潤(rùn)焊盤(pán) / 引腳，接觸不良）?
虛焊表現(xiàn)為焊點(diǎn)外觀灰暗、無(wú)光澤，導(dǎo)通電阻＞100mΩ，輕晃元件引腳時(shí)焊點(diǎn)松動(dòng)，常見(jiàn)于熱敏元件（如 LED）、氧化嚴(yán)重的引腳（如鍍鎳引腳）。?
1. 核心根因?
- 助焊劑問(wèn)題：噴涂量不足（＜10μm）導(dǎo)致氧化層去除不徹底，或助焊劑活化溫度不當(dāng)（＜100℃）導(dǎo)致活化不足；?
- 工藝參數(shù)不當(dāng)：錫溫過(guò)低（＜245℃，SAC305）導(dǎo)致焊錫流動(dòng)性差，或傳輸速度過(guò)快（＞1.6m/min）導(dǎo)致浸潤(rùn)時(shí)間不足（＜3 秒）；?
- 元件引腳氧化：引腳表面氧化層過(guò)厚（＞1μm，如存放超 6 個(gè)月的鍍錫引腳），助焊劑無(wú)法完全去除；?
- 預(yù)熱不足：PCB 預(yù)熱溫度＜100℃，與焊錫溫差過(guò)大（＞160℃），焊錫接觸后快速凝固，未充分浸潤(rùn)。?
2. 排查與解決步驟?
- 助焊劑檢測(cè)：?
- 用膜厚儀測(cè)量助焊劑干膜厚度（若＜10μm，調(diào)整至 15-25μm）；?
- 檢測(cè)預(yù)熱區(qū)出口溫度（若＜100℃，將第二段溫度升至 110-115℃）；?
- 工藝參數(shù)調(diào)整：?
- 錫溫：從 240℃升至 252-253℃（SAC305），提升焊錫流動(dòng)性；?
- 傳輸速度：從 1.7m/min 降至 1.2-1.3m/min，確保浸潤(rùn)時(shí)間 4 秒；?
- 元件處理：?
- 氧化引腳用 10% 硫酸溶液酸洗（時(shí)間 1-2 分鐘），去除氧化層，或更換新元件（存放期＜3 個(gè)月）；?
- 案例：某 LED PCB 虛焊率 8%，排查發(fā)現(xiàn) LED 引腳氧化層厚 1.5μm + 錫溫 242℃，酸洗引腳 + 錫溫升至 253℃后，虛焊率降至 0.6%。?
三、缺陷 3：錫珠（焊錫形成獨(dú)立小顆粒，直徑＞0.2mm）?
錫珠表現(xiàn)為 PCB 底面或元件間隙中存在獨(dú)立焊錫顆粒，可能導(dǎo)致相鄰線路短路（間距≤0.2mm 時(shí)），常見(jiàn)于助焊劑過(guò)量或預(yù)熱不當(dāng)?shù)膱?chǎng)景。?
1. 核心根因?
- 助焊劑問(wèn)題：噴涂量過(guò)多（＞30μm），溶劑揮發(fā)時(shí)將焊錫顆粒帶離焊盤(pán)；?
- 預(yù)熱不足：預(yù)熱溫度過(guò)低（＜90℃），溶劑揮發(fā)過(guò)快（沸騰），沖擊焊錫形成顆粒；?
- 焊錫氧化：錫溫過(guò)高（＞260℃）導(dǎo)致焊錫氧化嚴(yán)重，生成的錫渣混入焊錫，形成小顆粒；?
- PCB 污染：PCB 底面有油污、灰塵，助焊劑無(wú)法均勻覆蓋，焊錫在污染區(qū)域形成獨(dú)立顆粒。?
2. 排查與解決步驟?
- 助焊劑與預(yù)熱調(diào)整：?
- 噴涂量從 35μm 降至 15-20μm，減少溶劑總量；?
- 預(yù)熱第一段溫度從 80℃升至 90-95℃，減緩溶劑揮發(fā)速度；?
- 焊錫與 PCB 清潔：?
- 錫溫從 262℃降至 253℃，添加抗氧化劑（0.5%），減少錫渣；?
- PCB 焊接前用異丙醇清潔底面，去除油污與灰塵；?
- 案例：某工業(yè) PCB 錫珠率 7%，排查發(fā)現(xiàn)助焊劑噴涂量 32μm + 預(yù)熱第一段 80℃，調(diào)整至 18μm+95℃后，錫珠率降至 0.8%。?
四、缺陷 4：焊錫不足（焊點(diǎn)填充率＜70%，通孔未填滿）?
焊錫不足表現(xiàn)為通孔內(nèi)焊錫未填滿（有空洞），焊點(diǎn)外觀瘦小，機(jī)械強(qiáng)度不足（拉伸強(qiáng)度＜3N），常見(jiàn)于厚 PCB（＞2.0mm）或通孔直徑較小（＜0.5mm）的場(chǎng)景。?
1. 核心根因?
- 波峰參數(shù)不當(dāng)：波峰高度過(guò)低（＜PCB 厚度 1/2），焊盤(pán)浸入深度不足 1mm；或第一波（紊亂波）流速過(guò)低（＜1.0m/s），無(wú)法填充通孔；?
- 工藝參數(shù)不當(dāng)：傳輸速度過(guò)快（＞1.5m/min），浸潤(rùn)時(shí)間＜3 秒，焊錫未完全填充；?
- 焊錫粘度高：錫溫過(guò)低（＜250℃）或焊錫老化（使用超 3 個(gè)月），粘度增加（＞0.015Pa?s）；?
- PCB 通孔問(wèn)題：通孔內(nèi)壁有毛刺、油污，阻礙焊錫毛細(xì)填充。?
2. 排查與解決步驟?
- 波峰與工藝調(diào)整：?
- 波峰高度：從 0.7mm（1.6mm PCB）升至 0.9-1.0mm，確保浸入深度 2-3mm；?
- 第一波流速：從 0.8m/s 升至 1.1-1.2m/s，增強(qiáng)填充能力；?
- 傳輸速度：從 1.6m/min 降至 1.2m/min，浸潤(rùn)時(shí)間延長(zhǎng)至 4 秒；?
- 焊錫與 PCB 處理：?
- 錫溫升至 253℃，更換老化焊錫（使用超 3 個(gè)月）；?
- PCB 通孔用去毛刺機(jī)處理（毛刺高度≤0.05mm），用超聲波清洗機(jī)去除油污；?
- 案例：某厚 PCB（2.5mm）焊錫填充率 65%，調(diào)整波峰高度至 1.3mm + 第一波流速 1.1m/s 后，填充率升至 92%。?
五、缺陷 5：焊點(diǎn)氧化（焊點(diǎn)表面灰暗，有黑色氧化層）?
焊點(diǎn)氧化表現(xiàn)為焊點(diǎn)無(wú)金屬光澤，表面覆蓋黑色 CuO 或 SnO?層，長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)接觸電阻增大，常見(jiàn)于高溫、高濕度環(huán)境下的焊接。?
1. 核心根因?
- 焊錫溫度過(guò)高：＞260℃（SAC305）導(dǎo)致焊錫與空氣接觸氧化加?。?/span>?
- 助焊劑殘留不足：噴涂量過(guò)少（＜10μm），無(wú)法形成完整保護(hù)膜；?
- 冷卻速度過(guò)慢：冷卻速率＜1℃/s，焊點(diǎn)高溫停留時(shí)間長(zhǎng)（＞30 秒），氧化時(shí)間增加；?
- 環(huán)境濕度高：車間濕度＞70%，焊接時(shí)空氣中水分參與氧化反應(yīng)。?
2. 排查與解決步驟?
- 工藝與環(huán)境調(diào)整：?
- 錫溫降至 252-253℃，添加抗氧化劑；?
- 冷卻速率從 0.8℃/s 提升至 2-3℃（增加冷卻風(fēng)扇數(shù)量）；?
- 車間除濕（濕度控制在 40%-60%）；?
- 助焊劑優(yōu)化：?
- 選用高活性助焊劑（含抗氧化成分），噴涂量控制在 15-25μm；?
- 案例：某南方工廠（濕度 75%）焊點(diǎn)氧化率 9%，除濕至 50%+ 冷卻速率提升至 2.5℃/s 后，氧化率降至 1.1%。?
波峰焊 SMT 缺陷解決需 “精準(zhǔn)定位根因”，避免盲目調(diào)整參數(shù)，核心是建立 “缺陷 - 根因” 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合 PCB 設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)、材料狀態(tài)綜合排查，確保高效解決問(wèn)題。
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