在PCBA加工和SMT貼片工藝中，回流焊后焊點表面粗糙是常見問題，直接影響產(chǎn)品可靠性和外觀質(zhì)量。深圳smt貼片廠-1943科技結(jié)合行業(yè)實踐和工藝原理，系統(tǒng)性分析成因并提出解決方案。
一、焊點表面粗糙的成因分析
- 材料因素
- 焊膏質(zhì)量問題：錫粉氧化、助焊劑活性不足或揮發(fā)物殘留（如松香）會阻礙焊料均勻流動。
- PCB/元件氧化：焊盤或元件引腳氧化層未被完全清除，導(dǎo)致潤濕不良。
- 錫膏成分不匹配：無鉛焊料（如Sn-Ag-Cu）與鍍層金屬（如Ni/Au）的相容性差，易形成顆粒狀焊點。
- 工藝參數(shù)問題
- 溫度曲線不當(dāng)：預(yù)熱不足導(dǎo)致助焊劑未充分活化，或峰值溫度過高引發(fā)焊料過度氧化。
- 冷卻速率過低：緩慢冷卻導(dǎo)致焊料晶粒粗大，表面呈現(xiàn)顆粒狀。
- 設(shè)備與環(huán)境因素
- 鋼網(wǎng)設(shè)計缺陷：開孔面積過大或形狀不合理導(dǎo)致錫膏過量堆積。
- 回流焊爐性能不足：非真空環(huán)境無法排出氣泡，殘留氣體形成空洞或表面粗。
- 車間濕度失控：PCB吸潮后水分在高溫下?lián)]發(fā)，產(chǎn)生微氣泡。
二、系統(tǒng)性解決方案
（一）材料與存儲控制
- 焊膏選型與管控
- 優(yōu)先選擇高活性免清洗型錫膏，錫粉顆粒直徑控制在20-45μm以減少氧化風(fēng)險。
- 嚴(yán)格遵循錫膏解凍流程（冷藏取出后室溫回溫2-4小時），避免水分混入。
- PCB/元件防氧化處理
- 對暴露超24小時的PCB進(jìn)行120℃烘烤2-4小時，去除吸潮水分。
- 使用氮氣保護(hù)回流焊爐，降低焊點氧化概率。
（二）工藝優(yōu)化
- 溫度曲線精細(xì)化調(diào)整
- 預(yù)熱階段：建議斜率1-3℃/s，150-180℃區(qū)間停留60-120秒，確保助焊劑充分活化。
- 回流階段：峰值溫度控制在235-245℃（無鉛工藝），220℃以上保持40-60秒，避免過焊或冷焊。
- 冷卻階段：強制風(fēng)冷速率≥4℃/s，細(xì)化焊料晶粒結(jié)構(gòu)。
- 鋼網(wǎng)設(shè)計與印刷優(yōu)化
- 采用階梯鋼網(wǎng)或縮小開孔面積（如面積比>0.66），減少錫膏堆積量。
- 印刷后1小時內(nèi)完成貼片，防止錫膏暴露氧化。
（三）設(shè)備升級與檢測
- 真空回流焊技術(shù)
- 通過真空環(huán)境（5-50mbar）排出氣泡，將空洞率降至5%以下，顯著提升焊點致密性。
- 自動化檢測技術(shù)
- X-ray檢測：識別焊點內(nèi)部空洞并統(tǒng)計分布規(guī)律，針對性調(diào)整工藝。
- AOI光學(xué)檢測：對比標(biāo)準(zhǔn)焊點光澤度（如鏡面效果），篩選表面粗糙不良品。
三、參考案例與效果驗證
某車載電子PCBA加工中，因焊點粗糙導(dǎo)致早期失效率高達(dá)3%。通過以下改進(jìn)：
- 更換含銀錫膏（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）并優(yōu)化鋼網(wǎng)開孔，減少錫膏堆積；
- 調(diào)整預(yù)熱時間至90秒，冷卻速率提升至6℃/s；
- 引入氮氣保護(hù)回流焊爐。
改進(jìn)后焊點粗糙不良率降至0.2%，X-ray檢測顯示空洞率從12%降至4%。
四、總結(jié)
解決焊點表面粗糙需從材料、工藝、設(shè)備三端協(xié)同優(yōu)化。關(guān)鍵控制點包括：焊膏活性管理、溫度曲線精準(zhǔn)調(diào)控、真空/氮氣環(huán)境應(yīng)用。通過系統(tǒng)性改進(jìn)，可顯著提升SMT貼片良率，滿足汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等高可靠性領(lǐng)域需求。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識，歡迎訪問深圳smt貼片加工廠-1943科技。
2024-04-26
