无铅锡膏焊接中的常见缺陷(桥接、虚焊、锡珠)及解决方法
来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-08-11
无铅锡膏焊接(尤其是SMT工艺)中,桥接、虚焊、锡珠是最常见的缺陷,产生与印刷、元件、回流焊等环节密切相关成因及针对性解决方法:
桥接(Bridging)
定义:相邻焊盘(或引脚)之间被锡膏连接,形成短路。
常见成因:
1. 锡膏量过多:钢网开孔过大、开孔间距过小(与焊盘匹配度差),或印刷时锡膏未刮净,导致焊盘间锡膏堆积。
2. 印刷参数不合理:刮刀压力不足(锡膏残留)、印刷速度过慢(锡膏在钢网与PCB间过度挤压)、钢网与PCB间隙过大(锡膏溢出)。
3. 焊盘/元件设计问题:焊盘间距过小(如01005元件焊盘间距<0.15mm)、焊盘边缘有毛刺(导致锡膏扩散),或元件引脚变形(间距偏移)。
4. 回流焊曲线不当:预热阶段升温过快(锡膏粘度骤降,发生坍塌),或恒温阶段温度过高(助焊剂过早挥发,失去抑制锡膏流动的能力)。
解决方法:
1. 优化钢网设计:
减小开孔尺寸(如将开孔宽度设为焊盘宽度的80%-90%),缩小开孔间距(与焊盘间距保持一致,避免交叉);
细间距元件(如QFP、CSP)采用“防桥接开孔”(如将长条形开孔改为错位的圆形/方形子开孔,减少锡膏流动)。
2. 调整印刷参数:
提高刮刀压力(通常5-10N,确保钢网表面无残留锡膏),加快印刷速度(10-25mm/s,减少锡膏挤压时间);
采用“零间隙”印刷(钢网紧贴PCB,通过磁性平台或真空吸附固定),避免锡膏从间隙溢出。
3. 优化焊盘/元件:
修正焊盘设计(增大间距,去除边缘毛刺),筛选引脚无变形的元件;
清洁焊盘(用酒精去除油污、氧化层,提升锡膏附着稳定性)。
4. 调整回流曲线:
降低预热阶段升温速率(≤2℃/s),避免锡膏因粘度骤降而坍塌;
控制恒温阶段温度(180-200℃),确保助焊剂缓慢挥发,维持锡膏形态。
虚焊(Cold Solder/Joint)
定义:焊锡与焊盘/元件引脚之间未形成良好冶金结合(界面无合金层),焊点呈“豆腐渣”状,导电性差。
常见成因:
1. 焊盘/引脚氧化/污染:焊盘有氧化层(呈暗灰色)、引脚沾油污或助焊剂残留,导致锡膏无法润湿。
2. 锡膏量不足:钢网开孔过小、印刷时刮刀压力过大(刮掉过多锡膏),或锡膏粘度太低(印刷后塌陷)。
3. 回流焊温度不足:峰值温度低于锡膏熔点(如SAC305锡膏需≥217℃,实际仅210℃),或液态以上时间(TAL)过短(<30s),锡膏未完全熔化。
4. 助焊剂活性不足:锡膏中助焊剂含量过低(<8%),或活性成分(如有机酸)失效,无法去除氧化层。
解决方法:
1. 清洁焊盘/元件:
用细砂纸轻擦氧化焊盘,或用等离子清洗机处理PCB(去除氧化层和污染物);
元件引脚存储在干燥环境(湿度<50%),避免氧化,使用前用酒精擦拭。
2. 调整锡膏量:
增大钢网开孔(如将开孔面积设为焊盘面积的70%-90%),降低刮刀压力(避免过度刮除);
选择粘度适中的锡膏(常温下100-300Pa·s,根据印刷速度匹配)。
3. 优化回流曲线:
提高峰值温度(比锡膏熔点高20-40℃,如SAC305设为235-255℃);
延长液态以上时间(30-60s),确保锡膏充分熔化并润湿焊盘。
4. 更换锡膏:
选用助焊剂含量≥10%、活性等级高(RMA或RA级)的锡膏,确保能有效去除氧化层。
锡珠(Solder Balls)
定义:在焊盘边缘、元件底部或PCB空白区域出现的细小锡球(直径通常<0.5mm),可能导致短路或可靠性问题。
常见成因:
1. 印刷污染/溢出:
钢网与PCB之间有间隙(如PCB翘曲、钢网变形),锡膏从间隙被挤压到焊盘外;
钢网开孔边缘有毛刺、残留锡膏(未清洁干净),印刷时锡膏颗粒掉落至PCB表面。
2. 焊盘/钢网污染:PCB焊盘周围有残留锡膏(前次印刷未清洁),或钢网开孔内有氧化物、杂质,导致锡膏分散。
3. 回流焊升温过快:预热阶段升温速率>3℃/s,助焊剂挥发速度超过锡膏流动性,将锡颗粒“冲”出焊盘。
4. 锡膏特性不适:锡膏中金属含量过低(<85%)、粘度太低(易坍塌),或助焊剂挥发物过多(导致锡膏飞溅)。
解决方法:
1. 确保印刷贴合性:
用平整度<0.05mm的钢网,PCB通过真空吸附或磁性平台固定(减少翘曲),确保钢网与PCB紧密接触(间隙≤0.02mm);
印刷后立即检查,用无尘布蘸酒精清洁PCB边缘残留的锡膏。
2. 清洁钢网与PCB:
每印刷50-100块PCB,用钢网清洗机(湿洗+真空干燥)清洁开孔(去除残留锡膏和杂质);
PCB来料前检查,去除焊盘周围的油污、氧化层或残留助焊剂。
3. 优化回流曲线:
降低预热阶段升温速率(1-2℃/s),让助焊剂缓慢挥发,避免冲击锡膏;
延长恒温阶段(60-90s),确保助焊剂充分活化,抑制锡膏飞溅。
4. 选择合适的锡膏:
优先选用金属含量≥88%(如SAC305锡膏通常为90-92%)、粘度适中(150-250Pa·s)的产品;
锡膏储存温度控制在2-10℃,避免反复解冻(防止助焊剂分层)。
三种缺陷的核心解决思路可归纳为:
印刷环节:确保钢网与焊盘匹配、锡膏量适中、无污染;
回流环节:优化温度曲线(升温速率、峰值温度、液态时间),匹配
锡膏特性;
材料环节:选择活性合适的锡膏,保证焊盘/元件表面清洁无氧化。
通过针对性排查某一环节的异常,可快速定位并解决缺陷。
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