錫膏常見問題排查:虛焊、橋連與錫珠的解決辦法
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-11
錫膏在印刷、焊接過程中出現(xiàn)的虛焊、橋連、錫珠是最常見的質(zhì)量問題核心原因與錫膏性能、印刷參數(shù)、PCB/元件狀態(tài)及焊接工藝密切相關(guān)。
從原因分析和針對(duì)性解決辦法兩方面詳細(xì)說明:
虛焊(Cold Solder Joints)
表現(xiàn):焊點(diǎn)表面粗糙、不飽滿,與焊盤/元件引腳結(jié)合不牢固,易脫落;顯微鏡下可見焊點(diǎn)與基底間存在縫隙或氧化層。
核心原因;
1. 錫膏本身問題
錫膏變質(zhì):助焊劑活性衰減(如過期、儲(chǔ)存不當(dāng)導(dǎo)致活性劑失效),無法去除焊盤/引腳的氧化層;
焊粉氧化:焊粉顆粒表面形成氧化膜(錫膏開封后暴露時(shí)間過長(zhǎng)、回收錫膏反復(fù)使用),焊接時(shí)無法熔融浸潤(rùn)。
2. 印刷參數(shù)異常
錫膏印刷量不足:鋼網(wǎng)開孔過小、印刷壓力過大(導(dǎo)致錫膏被刮除過多),或錫膏黏度太高(流動(dòng)性差,無法填滿開孔),導(dǎo)致焊點(diǎn)錫量不足,無法形成有效連接。
3. PCB/元件引腳污染或氧化
焊盤或元件引腳有氧化層(存儲(chǔ)環(huán)境潮濕、未做防氧化處理)、油污/指紋污染,助焊劑無法穿透污染物,導(dǎo)致焊錫無法浸潤(rùn)。
4. 焊接工藝參數(shù)錯(cuò)誤
焊接溫度過低或時(shí)間過短:焊錫未完全熔融(低于錫膏熔點(diǎn)),或助焊劑未充分發(fā)揮活性(預(yù)熱不足,活性劑未激活);
升溫速率過快:助焊劑在焊錫熔融前已提前揮發(fā),失去去除氧化層和輔助浸潤(rùn)的作用。
解決辦法;
1. 錫膏管控
檢查錫膏狀態(tài):確認(rèn)未變質(zhì)(無結(jié)塊、分層,活性正常),使用在保質(zhì)期內(nèi)的錫膏;開封后4小時(shí)內(nèi)用完,避免反復(fù)回收使用。
選擇匹配活性的錫膏:針對(duì)氧化嚴(yán)重的PCB/元件,選用中高活性(RMA/RA級(jí))錫膏。
2. 優(yōu)化印刷參數(shù)
調(diào)整鋼網(wǎng):根據(jù)焊盤尺寸設(shè)計(jì)開孔(開孔面積≈焊盤面積的80%~90%),確保錫膏量充足;定期清潔鋼網(wǎng),避免開孔堵塞。
校準(zhǔn)印刷參數(shù):印刷壓力以“剛好刮凈鋼網(wǎng)表面錫膏”為宜(通常5~10N),速度30~50mm/s,保證錫膏均勻覆蓋焊盤。
3. 清潔與預(yù)處理
PCB/元件:用異丙醇清潔焊盤和引腳,去除氧化層(輕微氧化可通過細(xì)砂紙輕擦);對(duì)長(zhǎng)期存放的PCB進(jìn)行烘烤(120℃/2小時(shí))除潮。
4. 調(diào)整焊接曲線
預(yù)熱階段:溫度80~120℃,時(shí)間60~120秒(根據(jù)PCB厚度調(diào)整),確保助焊劑充分活化、揮發(fā)水汽,避免升溫過快(≤3℃/s)。
回流階段:峰值溫度比錫膏熔點(diǎn)高20~30℃(如Sn63Pb37熔點(diǎn)183℃,峰值200~210℃),保溫時(shí)間30~60秒,保證焊錫完全熔融浸潤(rùn)。
橋連(Bridging),
表現(xiàn):相鄰焊盤(尤其是細(xì)間距引腳,如QFP、BGA)之間的錫膏熔融后連成一片,形成短路。
核心原因;
1. 錫膏印刷過量或偏移
鋼網(wǎng)開孔過大/變形:開孔尺寸超過焊盤(如間距≤0.5mm的引腳,開孔寬度>焊盤寬度的90%),或鋼網(wǎng)張力不足導(dǎo)致開孔偏移,印刷時(shí)錫膏溢出至焊盤外。
印刷參數(shù)不當(dāng):印刷壓力過小(錫膏未刮凈,殘留過多)、速度過慢(錫膏堆積),或錫膏黏度太低(流動(dòng)性過強(qiáng),易擴(kuò)散)。
2. 錫膏流動(dòng)性異常
錫膏中助焊劑比例過高(或溶劑未充分揮發(fā)),導(dǎo)致焊接時(shí)流動(dòng)性過強(qiáng),錫膏向相鄰焊盤擴(kuò)散。
3. 焊接曲線不合理
預(yù)熱溫度過低或時(shí)間過短:助焊劑未充分揮發(fā),焊接時(shí)因高溫產(chǎn)生“爆沸”,推動(dòng)錫膏向四周擴(kuò)散;
升溫速率過快:錫膏瞬間熔融,流動(dòng)性失控。
解決辦法;
1. 優(yōu)化鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)
減小開孔尺寸:細(xì)間距(≤0.5mm)焊盤的開孔寬度≤焊盤寬度的80%,長(zhǎng)度略短于焊盤(避免兩端溢出);開孔邊緣做圓角處理,減少錫膏堆積。
檢查鋼網(wǎng)狀態(tài):定期校準(zhǔn)鋼網(wǎng)張力(避免變形),清理開孔內(nèi)殘留錫膏(用鋼網(wǎng)清潔劑+軟毛刷),防止開孔堵塞導(dǎo)致局部錫膏過多。
2. 調(diào)整印刷參數(shù)
控制印刷量:壓力調(diào)整至“鋼網(wǎng)與PCB貼合緊密,刮刀輕刮后表面無殘留錫膏”;速度50~80mm/s(細(xì)間距元件適當(dāng)加快,減少錫膏堆積)。
選用合適黏度錫膏:細(xì)間距元件優(yōu)先選擇中高黏度錫膏(黏度100~200Pa·s,具體按設(shè)備推薦),減少印刷后流動(dòng)。
3. 控制錫膏狀態(tài)
開封后充分回溫(25℃/2小時(shí)),避免因溫差導(dǎo)致吸潮;攪拌均勻(自動(dòng)攪拌2分鐘),確保焊粉與助焊劑混合均勻,減少流動(dòng)性波動(dòng)。
4. 優(yōu)化焊接曲線
延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間:預(yù)熱溫度100~130℃,時(shí)間120~180秒(根據(jù)PCB層數(shù)調(diào)整),確保助焊劑充分揮發(fā)(揮發(fā)量約30%~40%)。
降低升溫速率:從預(yù)熱到回流的升溫速率控制在1~2℃/s,避免錫膏瞬間熔融。
錫珠(Solder Balls),
表現(xiàn):在焊盤周圍或PCB絕緣區(qū)域出現(xiàn)細(xì)小錫球(直徑0.1~0.5mm),可能導(dǎo)致短路或可靠性隱患。
核心原因;
1. 印刷時(shí)錫膏污染
鋼網(wǎng)與PCB對(duì)位不準(zhǔn),或PCB焊盤邊緣有毛刺,導(dǎo)致印刷時(shí)錫膏被擠壓到焊盤外的絕緣層上;
鋼網(wǎng)底部殘留錫膏(未清潔),印刷時(shí)轉(zhuǎn)移到PCB非焊盤區(qū)域,形成“殘留錫膏”,焊接后凝固成錫珠。
2. PCB/鋼網(wǎng)清潔不足
PCB焊盤周圍有氧化層、油污或殘留助焊劑,導(dǎo)致錫膏在非焊盤區(qū)域無法被助焊劑“排斥”,反而附著凝固;
鋼網(wǎng)開孔內(nèi)壁有殘留錫膏(未徹底清潔),印刷時(shí)不斷釋放細(xì)小錫膏顆粒到PCB表面。
3. 錫膏量過多或特性異常
錫膏印刷過量(尤其是焊盤邊緣),多余錫膏被擠壓到絕緣層;
錫膏中焊粉顆粒度過細(xì)(或分布不均),導(dǎo)致焊接時(shí)易形成小錫珠;助焊劑活性不足,無法約束錫膏在焊盤內(nèi)流動(dòng)。
4. 焊接曲線問題
預(yù)熱階段升溫過快:助焊劑揮發(fā)速度超過錫膏熔融速度,產(chǎn)生“飛濺”,將細(xì)小錫膏顆粒濺到絕緣層;
峰值溫度過高:焊錫過度熔融,流動(dòng)性過強(qiáng),溢出焊盤形成錫珠。
解決辦法;
1. 加強(qiáng)清潔與對(duì)位
印刷前清潔:用無塵布蘸異丙醇擦拭PCB表面(尤其是焊盤周圍)和鋼網(wǎng)底部,確保無油污、殘留錫膏;鋼網(wǎng)每次使用后用專用清潔劑超聲清洗,去除開孔內(nèi)殘留。
精準(zhǔn)對(duì)位:調(diào)整印刷機(jī)對(duì)位精度(誤差≤0.05mm),確保鋼網(wǎng)開孔與焊盤完全對(duì)齊,避免邊緣錯(cuò)位導(dǎo)致錫膏外溢。
2. 控制錫膏量與特性
優(yōu)化開孔:焊盤邊緣的開孔做“縮邊”處理(比焊盤小0.1~0.2mm),減少邊緣錫膏量;細(xì)間距元件選用顆粒度較粗的錫膏(如Type 4,避免細(xì)顆粒飛濺)。
錫膏回溫與攪拌:回溫至室溫(25℃)后攪拌3分鐘,確保焊粉與助焊劑均勻混合,避免因分散不均導(dǎo)致局部流動(dòng)性異常。
3. 優(yōu)化焊接曲線
平緩預(yù)熱:預(yù)熱溫度分階段提升(如80→100→120℃),總時(shí)間150~200秒,讓助焊劑緩慢揮發(fā)(揮發(fā)速率≤1%/秒),減少飛濺。
控制峰值溫度:比錫膏熔點(diǎn)高15~25℃(如無鉛錫膏SnAgCu熔點(diǎn)217℃,峰值230~240℃),避免過度熔融;保溫時(shí)間控制在30~45秒,減少錫膏流動(dòng)溢出。
虛焊、橋連、錫珠的核心解決思路是:控制錫膏狀態(tài)(活性、黏度、顆粒度)→ 優(yōu)化印刷參數(shù)(量、對(duì)位、清潔)→ 匹配焊接曲線(預(yù)熱、升溫、
峰值)→ 保證PCB/元件潔凈。
實(shí)際排查時(shí),可通過“分步驗(yàn)證”(先檢查錫膏狀態(tài),再調(diào)整印刷,最后優(yōu)化焊接參數(shù))定位根本原因,針對(duì)性解決,避免盲目調(diào)整。