本文针对波峰焊生产中高发的短路、针孔气孔两类焊接不良展开工艺解析,梳理从 PCB 设计、插件加工、来料板材、元器件仓储、助焊剂系统到波峰炉温链速等多维度根因,同步给出对应的现场改善手段。文中加入一线常见调机误区,指出只调设备参数无法根治缺陷,工艺人员需要向前追溯源头,区分设计、来料、设备类问题,适合 SMT 与插件工艺工程师做不良复盘参考
波峰焊量产线上,短路和针孔气孔是最常反复出现的两类焊接缺陷。很多现场处理习惯只盯着锡炉参数来回调,忽略 PCB 设计、来料状态、插件工序埋下的前置隐患,改完参数短期好转,过两天不良又反弹。宁波中电集创在产线工艺复盘时,经常会先把缺陷按源头拆分,区分是设计问题、来料问题还是设备工艺问题,避免盲目调机。
短路是插件板最头疼的不良,成因横跨硬件设计、插件加工、波峰工艺好几个环节。焊盘原始设计如果是圆形,相邻焊盘之间锡桥很容易连在一起,改成椭圆形焊盘,拉大焊盘间距,能从根源降低短路概率。器件摆放方向也不能忽视,SOIC 这类封装引脚如果平行对着锡波,熔融锡液很容易在引脚之间搭桥,调整器件方向,让引脚走向垂直锡波流动方向,锡液脱离的状态会稳定很多。自动插件弯脚工序同样容易踩坑,现场为了控制引脚总长在 2mm 以内,同时防止元件在板子上脱落,弯脚角度把控不好,引脚偏移就会贴近相邻线路形成短路,这类情况要保证焊点和线路保持 2mm 以上安全距离。基板孔径偏大也是一个隐性诱因,熔融锡会顺着孔往上渗到基板顶面,形成跨线短路,缩孔尺寸要把握分寸,不能一味缩小到元件插装困难。引脚切脚过长同样会增加短路风险,插件后引脚尾端长度必须管控在 2mm 以内。锡炉温度偏低的时候,锡液粘度偏高,离开锡波后没法快速回流锡槽,容易挂锡搭桥,适度抬升锡温可以改善;与之类似,传送带走板速度太慢,板子在锡波区域停留时间过长,锡液滞留,调快链速能够减少挂锡。基板本身可焊性差、板面残留油污粉尘,还有基板玻纤析出凸起、阻焊层破损失效,都会破坏锡液浸润效果,诱发短路,这类属于来料板面问题,优先做板面清洁,焊接前全检板面有无玻纤凸起,确认阻焊膜选型和涂布工艺是否合格。
针孔和气孔外观有细微差别,针孔孔径更小,孔洞直通焊点底部;气孔气泡藏在焊点内部,还没完全冲破表层就冷却凝固,二者本质都是焊点内部气体受热释放留下的缺陷,大多集中在基板底面。污染物是第一大诱因,基板、元件引脚附着有机杂质,大多来自插件作业或者元器件仓储保管不当,普通溶剂就可以清洗去除。但如果污染源是硅油类物质,常规清洗手段很难处理干净,这种情况单纯清洗治标不治本,要追溯上游润滑油、脱模剂物料来源,更换不含硅的物料。基板材质差,内部残留电镀药液,或者板材存储包装不当,持续吸收环境湿气,进入锡炉受热后内部水汽急剧气化,直接打出气孔,这类板材在上线装配前,放入烤箱烘烤除潮,改善效果比较明显。助焊剂相关问题同样高发,助焊剂活性不足,润湿能力下降,或是助焊剂槽积存水分、助焊剂本身含水率超标,都会催生针孔气孔,需要定期更换槽内助焊剂。预热段温度不足也很常见,基板和引脚上附着的水汽、溶剂来不及挥发,一接触高温锡波瞬间急剧膨胀,直接击穿焊点,这时需要上调预热温度。还有一处容易漏掉的气源问题,发泡和空压机压缩空气含水量过高,水汽跟着助焊剂一起带到板面,现场要加装滤水装置,并且坚持定期排水。
现场处理这两类缺陷最容易犯的错,就是只在波峰焊设备上反复微调参数,不去往前追溯 PCB 设计、插件弯脚、元器件仓储环节。工艺调整是补救手段,前置管控到位,才能稳定压低不良率。
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