PCB波峰焊接流程中常见缺陷与解决策略
- 2025-08-28 15:42:00
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在 PCB 波峰焊接生产过程中，由于工艺参数、材料选择、设备状态等因素的影响，难免会出现各类焊接缺陷，如虚焊、桥连、焊锡不足、焊点氧化等。这些缺陷不仅会影响 PCB 板的电气性能，还可能导致电子设备在使用过程中出现故障，甚至引发安全隐患。本文将系统梳理 PCB 波峰焊接中常见的 6 类缺陷，深入分析每类缺陷的产生原因，并提出针对性的解决策略，为企业提升焊接质量提供实践指导。
一、虚焊：焊点连接的 “隐形杀手”
虚焊是波峰焊接中最常见且危害最大的缺陷之一，表现为焊点表面看似连接正常，但实际电气接触不良，在震动、温度变化等环境因素影响下易出现开路。
（一）产生原因
焊盘与引脚氧化：PCB 板存放时间过长、存储环境潮湿，或元器件引脚未做防氧化处理，导致焊盘和引脚表面形成氧化层，焊锡无法有效润湿。
预热不足：预热温度过低或预热时间过短，焊剂未能充分活化，无法去除氧化层，且焊剂提前挥发，失去保护作用。
锡波温度过低：熔融焊锡温度不足，流动性差，无法与焊盘、引脚形成良好的金属结合，仅形成表面附着。
焊接时间过短：PCB 板与锡波接触时间不足，焊锡未完全浸润焊盘和引脚，导致焊点未充分凝固。
（二）解决策略
加强材料存储管理：PCB 板需存放在干燥、通风的环境中（湿度≤60%，温度 20-25℃），存储时间不超过 6 个月；元器件引脚可采用镀锡或镀镍处理，防止氧化。
优化预热参数：根据 PCB 板厚度和元器件密度，适当提高预热温度（如将预热温度从 80℃提升至 100℃），延长预热时间（从 60 秒延长至 90 秒），确保焊剂充分活化。
调整锡波温度：对于 Sn-Pb 焊锡，将锡波温度控制在 245-250℃；无铅焊锡则提升至 255-260℃，确保焊锡具有良好的流动性。
控制焊接时间：通过降低 PCB 传输速度（如从 1.8m/min 降至 1.5m/min），延长焊接时间至 4-5 秒，确保焊锡充分润湿并形成稳定焊点。
二、桥连：相邻焊点的 “意外连接”
桥连指相邻两个或多个焊点的焊锡相互连接，形成短路，常见于引脚间距较小的元器件（如 IC 芯片、连接器）焊接中。
（一）产生原因
焊剂用量过多：焊剂涂覆过厚，在锡波浸润时易带动焊锡流动，导致相邻焊点连接。
锡波过高或流速过快：锡波高度超过 PCB 板厚度的 1/2，或锡波流速过快，焊锡易溢出并连接相邻焊盘。
PCB 板倾斜角度过小：倾斜角度小于 3°，焊锡在 PCB 板底面停留时间过长，易在相邻焊盘间形成桥连。
焊盘间距设计不合理：PCB 板设计时，相邻焊盘间距过小（小于 0.5mm），超出波峰焊接工艺的精度范围。
（二）解决策略
减少焊剂用量：采用喷雾式涂覆时，降低喷雾压力（从 0.3MPa 降至 0.2MPa），缩小喷雾范围；发泡式涂覆则降低发泡高度（从 5mm 降至 3mm），确保焊剂仅覆盖单个焊盘。
调整锡波参数：降低锡波高度（控制在 PCB 板厚度的 1/3-1/2），减小锡波流速（通过调整波峰发生器的功率实现），避免焊锡溢出。
增大 PCB 倾斜角度：将倾斜角度从 3° 提升至 4-5°，加快焊锡从 PCB 板底面滑落的速度，减少焊锡残留。
优化 PCB 设计：在 PCB 设计阶段，将相邻焊盘间距调整至 0.6mm 以上，对于引脚密集的元器件，可在焊盘间增加阻焊层，防止焊锡流动。
三、焊锡不足：焊点的 “发育不良”
焊锡不足表现为焊点表面不饱满，焊锡未完全覆盖焊盘，甚至仅包裹引脚的 1/2，导致连接强度和电气性能下降。
（一）产生原因
锡波高度过低：锡波高度未达到 PCB 板底面，焊锡无法充分浸润焊盘和引脚。
焊接时间过短：PCB 板与锡波接触时间不足，焊锡未完全填充焊盘与引脚之间的间隙。
焊盘或引脚污染：焊盘表面存在油污、灰尘等杂质，或引脚表面有氧化层，影响焊锡润湿。
焊锡成分比例不当：焊锡中杂质含量过高（如 Sn-Pb 焊锡中 Pb 含量超过 37%），导致焊锡流动性差，无法充分填充焊盘。
（二）解决策略
提高锡波高度：通过调整波峰发生器的高度，使锡波高度覆盖 PCB 板底面的 1/2-2/3，确保焊锡充分接触焊盘。
延长焊接时间：将 PCB 传输速度降低至 1.2-1.5m/min，使焊接时间延长至 5 秒，确保焊锡充分填充间隙。
加强清洁处理：焊接前使用异丙醇清洁剂擦拭 PCB 板表面，去除油污和灰尘；对于氧化严重的引脚，采用砂纸轻轻打磨或使用酸性焊剂去除氧化层。
选用优质焊锡：选择纯度高、杂质含量低的焊锡（如 Sn-Pb 焊锡中 Sn 含量 63%、Pb 含量 37%，无铅焊锡选用 Sn-3.0Ag-0.5Cu 合金），确保焊锡流动性和润湿性。
四、焊点氧化：表面质量的 “颜值危机”
焊点氧化表现为焊点表面呈现暗灰色或黑色，伴有氧化斑点，不仅影响外观，还会降低焊点的导电性和抗氧化能力。
（一）产生原因
锡波表面氧化：焊锡在高温下与空气接触，易形成氧化层（如 SnO₂），若未及时清理，氧化层会附着在焊点表面。
冷却速度过慢：PCB 板离开锡波后，冷却时间过长，焊点在高温下与空气接触时间增加，导致表面氧化。
焊剂保护不足：焊剂用量过少或焊剂活性不足，无法在焊点表面形成有效保护膜，导致氧化。
（二）解决策略
定期清理锡波氧化层：每 2 小时使用专用捞勺清理锡波表面的氧化渣，同时在锡波表面添加防氧化油（如专用焊锡防氧化剂），减少焊锡与空气接触。
加快冷却速度：增加冷却风机的风速（从 1m/s 提升至 2-3m/s），缩短焊点凝固时间（从 10 秒缩短至 5 秒以内），减少氧化机会。
优化焊剂选择与用量：选用活性较高的焊剂（如免清洗型焊剂），适当增加焊剂用量（确保焊剂覆盖焊点表面），形成完整的保护膜。
五、针孔与气泡：焊点内部的 “空洞隐患”
针孔与气泡指焊点内部存在微小空洞或气泡，主要由焊剂挥发物未及时排出导致，会降低焊点的机械强度和导热性。
（一）产生原因
预热不充分：焊剂中的溶剂未在预热阶段充分挥发，进入锡波区后，溶剂受热快速挥发，形成气泡并留在焊点内部。
焊剂挥发速度过快：预热温度过高，焊剂溶剂瞬间挥发，产生大量气泡，无法及时排出。
PCB 板吸潮：PCB 板存储环境潮湿，吸收的水分在高温下蒸发，与焊剂挥发物共同形成气泡。
（二）解决策略
分阶段预热：采用 “低温 - 中温 - 高温” 三段式预热，低温区（60-80℃）缓慢挥发溶剂，中温区（80-100℃）进一步活化焊剂，高温区（100-120℃）确保溶剂完全挥发，避免气泡产生。
控制预热温度上升速率：将预热温度上升速率控制在 1-2℃/ 秒，避免焊剂溶剂快速挥发。
PCB 板烘干处理：对于吸潮的 PCB 板，焊接前放入烘箱中烘干（温度 100-120℃，时间 60-90 分钟），去除内部水分。
在 PCB 波峰焊接缺陷管控方面，开·云app PCB 建立了完善的缺陷分析与改进体系：通过实时监测焊接参数、定期抽样检测焊点质量，快速定位缺陷原因，并针对性调整工艺参数（如优化预热温度、调整锡波高度），同时加强原材料管控（选用优质焊锡和焊剂），有效将焊接缺陷率控制在 0.1% 以下，为客户提供稳定可靠的 PCB 产品。
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