提問：作為 PCB 行業(yè)工程師，日常生產(chǎn)中無鉛焊錫的缺陷率一直居高不下，常見的錫珠、虛焊、橋連等問題不僅影響產(chǎn)品良率，還會增加返工成本。想請教專家，無鉛焊錫相比有鉛焊錫，缺陷高發(fā)的核心原因是什么？又該針對性解決這些常見缺陷呢？

 

回答：首先，無鉛焊錫缺陷高發(fā)的核心原因，和其自身的物理特性密切相關(guān)。無鉛焊錫（如 SAC305、SAC0307）的熔點(diǎn)比傳統(tǒng)有鉛焊錫（Sn63/Pb37）高 30-40℃，潤濕性卻更差，這就導(dǎo)致焊接時(shí)對溫度控制、焊盤設(shè)計(jì)、助焊劑選擇的要求更嚴(yán)苛。很多工廠沿用有鉛時(shí)代的工藝參數(shù)，自然容易出現(xiàn)各種缺陷。下面針對工程師最頭疼的 5 大核心缺陷，給出具體解決思路：

 

第一類是錫珠缺陷，表現(xiàn)為焊盤周圍出現(xiàn)細(xì)小的錫球，不僅影響外觀，還可能導(dǎo)致短路。產(chǎn)生原因主要有三點(diǎn)：助焊劑活性不足、印刷鋼網(wǎng)開孔過大、貼裝時(shí)元件偏移。解決方法很明確：選擇針對無鉛焊錫的高活性助焊劑，鋼網(wǎng)開孔寬度縮小 10%-15%，并優(yōu)化貼片機(jī)的精度參數(shù)，確保元件引腳與焊盤對齊。另外，回流焊的升溫速率不宜過快，建議控制在 1-2℃/s，避免助焊劑過度揮發(fā)形成錫珠。

 

第二類是虛焊（冷焊），焊點(diǎn)表面粗糙、無光澤，機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性差。這是無鉛焊錫最常見的缺陷，核心原因是焊接溫度不夠或保溫時(shí)間不足。無鉛焊錫的回流焊峰值溫度需達(dá)到 245-255℃，且在峰值溫度下要保持 20-30 秒，確保焊錫完全潤濕焊盤和引腳。如果設(shè)備溫度精度不夠，建議定期校準(zhǔn)測溫儀，同時(shí)檢查爐內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)是否均勻，避免局部溫度過低。

 

第三類是橋連缺陷，相鄰焊盤之間出現(xiàn)錫橋，導(dǎo)致短路。主要原因是焊膏印刷過多、鋼網(wǎng)開孔間距過小、元件引腳間距過窄。解決方法：減少焊膏印刷量，鋼網(wǎng)開孔采用階梯式設(shè)計(jì)，對于 0402 以下的小元件，焊盤間距應(yīng)大于 0.3mm。另外，回流焊的冷卻速率也很關(guān)鍵，建議控制在 3-5℃/s，快速冷卻能避免焊錫流動形成橋連。

 

第四類是焊點(diǎn)空洞，焊點(diǎn)內(nèi)部出現(xiàn)小孔洞，影響散熱和機(jī)械穩(wěn)定性。產(chǎn)生原因包括焊膏中含有氣泡、焊盤氧化、回流焊時(shí)氣體無法排出。解決方法：選擇真空包裝的焊膏，使用前充分?jǐn)嚢?；焊盤表面需保持清潔，氧化嚴(yán)重的話要重新鍍錫；回流焊時(shí)增加預(yù)熱時(shí)間，讓助焊劑充分分解，排出氣體。

 

第五類是立碑（曼哈頓）缺陷，片式元件一端翹起，另一端焊接在焊盤上。這是因?yàn)樵啥耸軣岵痪?，?dǎo)致焊錫潤濕速度不同。解決方法：優(yōu)化回流焊爐的溫度曲線，確保爐內(nèi)溫度均勻；設(shè)計(jì)焊盤時(shí)，兩端焊盤大小和形狀保持一致，避免因熱容量不同導(dǎo)致受熱不均；另外，貼裝時(shí)元件壓力要均勻，防止一端受力過大偏移。

 

    最后提醒工程師，無鉛焊錫的缺陷預(yù)防比返工更重要。建議建立完善的工藝參數(shù)檔案，定期對鋼網(wǎng)、貼片機(jī)、回流焊爐進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)加強(qiáng)對操作人員的培訓(xùn)，確保每一步都符合無鉛焊接的工藝要求。