在 PCB 生产车间里,焊接缺陷是最让人头疼的 “拦路虎”。虚焊导致的设备宕机、桥连造成的主板报废、空洞引发的散热故障,这些问题不仅影响产能,更会让产品可靠性大打折扣。其实,这些看似复杂的缺陷,背后都有规律可循。本文结合实际案例,用通俗易懂的方式拆解三大常见缺陷的成因,给出能直接落地的解决办法。
在车间抽检中,虚焊是最容易被忽略的隐患。明明万用表测着导通,装机后却频繁死机 —— 这都是因为焊点里藏着 “看不见的裂缝”。
某新能源控制器厂,一批 IGBT 模块在振动测试后出现批量失效。拆检发现,引脚焊点的 “结合层”(专业叫 IMC 层)薄得像层纸(<0.5μm),稍微震动就断裂。这就是典型的虚焊,根源是焊料没 “吃” 进焊盘里。
• 焊盘氧化:车间湿度大(>60%),焊盘表面会长出一层 “锈”(氧化层),焊料爬不上去,形成 “假焊”;
• 温度不够:回流焊峰值温度差了 20℃,焊料没彻底化开,就像熬粥没煮开,粘不牢;
• 焊膏过期:开封后没及时用完,助焊剂 “失效”,没法清除焊盘上的氧化层。
1. 焊盘 “去锈”:PCB 来料后先在 120℃烤箱烤 2 小时,再用等离子清洗机 “打” 一遍,氧化层能去掉 90%;
2. 温度卡准:无铅焊料(如 Sn96.5Ag3.5)峰值温度必须到 250±5℃,比熔点高 35℃才够劲,用炉温跟踪仪每天测一次;
3. 焊膏新鲜用:开封后的焊膏在 25℃车间里最多放 8 小时,超时就换,别心疼这点成本。
0.4mm 间距的 BGA 引脚,焊完一看显微镜,相邻引脚被焊料连在了一起 —— 这就是桥连。新手总以为是焊膏多了,其实关键在 “钢网开口” 和 “焊膏流动性”。
某手机主板厂,换了一批新钢网后,QFN 引脚桥连率从 3% 飙升到 15%。拆开钢网一看,开口宽度比原来大了 0.05mm,就这一点点差别,焊料一化就 “跑” 到隔壁引脚了。
• 钢网 “开口太胖”:0.5mm 间距的引脚,钢网开口超过 0.35mm 就危险,焊膏多了必然流窜;
• 焊膏 “太稀”:粘度低于 300cps(像稀粥),回流时容易 “坍塌”,尤其是细间距引脚更明显。
1. 钢网开口算准:记住公式 “开口宽 = 引脚间距 ×0.7”,比如 0.4mm 间距,开口 0.28mm 准没错;
2. 焊膏粘度测好:用粘度计测,25℃时必须在 350±50cps(像浓稠的蜂蜜),太稀就加少量原包装焊膏调稠;
3. 印刷速度放慢:钢网脱模速度从 1.5mm/s 降到 0.8mm/s,让焊膏 “稳稳” 地留在焊盘上。
BGA 焊点切开一看,里面有小气泡(空洞),这在高功率芯片上很危险 —— 气泡会挡住热量散发,芯片容易过热死机。很多人以为是焊膏不好,其实问题可能在 “回流焊的真空度”。
某服务器主板厂做过实验:普通回流焊的 BGA 空洞率 22%,换成带真空功能的回流焊,空洞率直接降到 8%。差别就在于能不能把焊膏里的气体 “抽” 出来。
• 助焊剂 “挥发太快”:升温太猛(斜率>3℃/s),助焊剂突然冒出大量气体,焊料还没化开,气体跑不出去;
• 没抽真空:BGA 焊点被芯片挡住,气体被困在里面,形成 “闷泡”。
1. 慢慢升温:预热段斜率控制在 1.5℃/s,让助焊剂 “慢慢出气”,别一下子烧开;
2. 开真空模式:回流时抽真空到 5kPa(表压),相当于海拔 5000 米的气压,气泡更容易 “浮” 出来;
3. 焊膏别太稀:选粘度 350cps 以上的焊膏,里面的助焊剂不容易 “爆沸”,气体少。
老工程师都知道,焊接缺陷与其事后修,不如事前防。这三个简单办法,能让缺陷率降一半:
1. 来料 “过三关”:
◦ PCB 焊盘:用放大镜看,无氧化、无划痕;
◦ 焊膏:冰箱冷藏(5℃左右),开封回温 4 小时再用;
◦ 钢网:用激光测厚仪查,厚度误差≤0.01mm。
1. 设备 “盯三点”:
◦ 回流焊氧含量:≤1500ppm(用氧传感器实时看),氧气多了焊点容易 “生锈”;
◦ 印刷机对位:偏差≤25μm,不然焊膏印歪肯定出问题;
◦ SPI 检测:锡膏体积偏差>15% 就报警,别等焊完再返工。
1. 人员 “练三招”:
◦ 会看 AOI 图:能一眼认出虚焊(焊点发灰)、桥连(引脚粘一起);
◦ 会调回流曲线:知道无铅焊料的 “黄金温度” 是 250℃;
◦ 会测焊膏粘度:用粘度计,数值不对就及时换。
其实,PCB 焊接没那么多高深理论,关键是把 “温度、焊膏、钢网” 这三个变量控制好。车间里老师常说:“良率高的厂,不是设备多贵,而是每个参数都卡得准。” 按照上面的办法调,你会发现虚焊、桥连这些问题,其实都能解决。想了解更多,欢迎联系(IPCB)深圳爱彼电路技术团队。