在SMT生产现场,焊点质量最直观的判断方式,往往来自外观。焊点形貌饱满、润湿良好、高度一致,看起来“非常标准”,很多项目就会默认认为:焊点是可靠的。但在实际可靠性测试和长期使用中,却经常出现一个反差极大的现象:焊点外观看起来几乎一模一样,失效却集中发生在个别位置。问题并不在“焊没焊好”,而在于——焊点内部所承受的应力,从一开始就并不一致。
你是否遇到过以下问题?
如果你遇到过这些情况,就需要警惕:
外观一致,并不代表结构一致。
解决方案:从“形貌判断”转向“应力理解”
焊点是否可靠,真正决定因素不是外形,而是在工作条件下如何承受和释放应力。
1. 焊点形貌一致,只是结果,不是过程
焊点的最终形状,是回流焊过程中多种因素共同作用的结果。焊膏印刷量、焊盘结构、器件引脚状态、回流曲线,都会影响焊点的内部组织。即使外形相同,内部金属晶粒结构和结合界面也可能完全不同。
2. 焊盘与器件结构决定了应力起点
不同焊盘尺寸、铜厚和阻焊开窗方式,会直接影响焊点的应力集中位置。在温度变化或机械振动时,应力往往从这些结构差异处开始积累。这也是为什么同一板子上,某些器件位置更容易先出问题。
3. 热循环会放大初始差异
在常温下,焊点内部的应力差异并不明显。但在反复冷热循环过程中,材料热膨胀系数不同,微小差异会被持续放大。最终表现为裂纹、虚焊或间歇性失效。
4. 回流焊曲线“合格”,并不代表应力最优
很多产线以IPC标准或经验曲线作为判断依据。但同一条曲线,对不同板型、不同器件密度的应力分布影响完全不同。当曲线只追求润湿效果,而忽略冷却速率和固化过程,应力隐患就会被埋下。
5. 为什么问题总在后期才暴露?
因为应力型失效具备明显的“累积特性”。前期测试可能完全正常,但随着使用时间增长,焊点逐渐进入疲劳区。这类问题往往在老化、环境试验或客户现场才集中爆发。
6. 返修焊点更容易成为薄弱点
即便返修后的焊点外观合格,内部结构也很难完全恢复到原始状态。多次加热会改变金属组织,使应力更容易集中。这也是为什么返修率高的产品,长期可靠性往往更差。
7. 从交付经验看,应力问题需要前端预防
在一些对可靠性要求较高的PCBA项目中,成熟的制造团队会在设计、制板和装配阶段同步关注焊点应力问题。例如在实际项目中,深圳捷创电子科技有限公司在SMT交付过程中,会结合PCB焊盘设计、回流焊工艺和使用环境综合评估焊点可靠性,而不是仅以外观合格作为最终判断标准。
总结
焊点形貌一致,只能说明“看起来没问题”。焊点应力一致,才决定能不能长期稳定工作。当失效总是集中在相同位置,当问题无法用外观解释,应力分布,往往才是被忽略的关键因素。