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更新时间 2026 01-26
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焊膏过量或不足导致的缺陷分析

你是否遇到以下问题?

SMT焊接后,桥连、锡珠与虚焊、空洞等缺陷并存,根源似乎都指向焊膏量?调整印刷参数如同跷跷板,解决了桥连又引发虚焊,工艺窗口难以稳定?


解决方案:理解焊膏体积的黄金区间,实现从印刷到回流的热力学平衡

焊膏量的精准控制是SMT工艺的基石。过量与不足,绝非简单的两个对立面,而是打破了焊料在熔融回流过程中表面张力、重力、焊盘润湿力与元件浮力之间精妙的力学平衡。分析这些缺陷,必须将其置于动态的焊接物理过程中审视,并建立从印刷到炉前的全链路管控体系。


1. 缺陷机理:焊膏体积如何引发连锁反应

  • 焊膏过量的溢出效应:当焊膏体积超出焊盘的承载与自对齐能力,熔融时会产生一系列问题:
    • 桥连:过量的焊料在元件引脚或焊盘间形成液态连接,冷却后固化为短路,在细间距器件上尤为常见。
    • 锡珠:多余的焊膏在回流时被挤出,或因助焊剂剧烈挥发而炸裂,形成散布的球形焊料颗粒,可能引起短路或污染。
    • 元件移位或墓碑:对于小尺寸芯片元件,两端过量的不均衡焊膏会产生不对称的液态表面张力,将元件拉立起来。
  • 焊膏不足的连接失效:当焊膏体积无法形成足够的液态焊料以建立可靠连接时:
    • 虚焊/开焊:焊料不足以润湿整个焊盘并形成良好的冶金结合,连接强度与导电性均不足。
    • 空洞率激增:焊料过少,在回流时填充间隙的能力下降,助焊剂挥发气体难以排出,形成大型空洞,严重影响热机械可靠性。
    • 焊点强度不足:焊料体积小,形成的焊点颈部单薄,在热循环或机械应力下易疲劳开裂。

2. 超越现象:追溯体积失控的根本原因
焊膏体积问题,其表象在回流后,根源却在更前端:

  • 钢网设计与工艺:开口尺寸、形状、侧壁光洁度及厚度是决定体积的首要因素。不当的开口宽厚比、未考虑焊盘比例的阶梯钢网设计,是系统性偏差的主因。
  • 印刷工艺稳定性:刮刀压力、速度、脱模参数的不稳定,直接导致批次内与批次间的体积波动。印刷机的精度与重复性是基础保障。
  • 焊膏特性与管理:焊膏的金属含量、粘度、触变性和助焊剂活性,若与工艺不匹配或在储存使用中性能衰减,会直接影响其印刷成型性和回流行为。

3. 高可靠性领域的零缺陷追求
在汽车电子(工控)或植入式医疗设备中,一个桥连可能导致系统短路,一个虚焊可能在数年后的温度循环中引发致命故障。因此,焊膏体积的控制标准远高于消费电子。它要求:

  • 基于SPC的持续监控:使用3D SPI对焊膏体积、面积、高度进行100%检测或高频次统计过程控制,确保CPK值长期稳定在较高水平。
  • 工艺窗口的精细化验证:通过实验设计,为关键器件确定既不过量也不足的最佳焊膏体积范围,并考虑极端环境下的工艺余量。

4. 系统性工艺能力的体现
解决焊膏体积问题,依赖的是系统性的工程能力。以深圳捷创电子SMT产线为例,其管控始于前期的钢网DFM评审与仿真,确保设计合理性;在生产中,依靠高精度印刷机和闭环SPI系统实现实时监控与反馈调节;其严格的焊膏存储、回温、搅拌SOP保障了材料性能的初始一致性。这种将设计、材料、设备、参数、检测串联成闭环的管控体系,使得焊膏体积被稳定在狭窄的黄金区间内,从而为工控与医疗PCBA的焊接可靠性奠定了第一道坚实防线。

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