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，直接影響產品可靠性和外觀質量。深圳smt貼片廠-1943科技結合行業實踐和工藝原理，系統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
- 焊膏質量問題：錫粉氧化、助焊劑活性不足或揮發物殘留（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。
- 工藝參數問題
- 溫度曲線不當：預熱不足導致助焊劑未充分活化，或峰值溫度過高引發焊料過度氧化。
- 冷卻速率過低：緩慢冷卻導致焊料晶粒粗大，表面呈現顆粒狀。
- 設備與環境因素
- 鋼網設計缺陷：開孔面積過大或形狀不合理導致錫膏過量堆積。
- 回流焊爐性能不足：非真空環境無法排出氣泡，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揮發，產生微氣泡。
二、系統性解決方案
（一）材料與存儲控制
- 焊膏選型與管控
- 優先選擇高活性免清洗型錫膏，錫粉顆粒直徑控制在20-45μm以減少氧化風險。
- 嚴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進行120℃烘烤2-4小時，去除吸潮水分。
- 使用氮氣保護回流焊爐，降低焊點氧化概率。
（二）工藝優化
- 溫度曲線精細化調整
- 預熱階段：建議斜率1-3℃/s，150-180℃區間停留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：強制風冷速率≥4℃/s，細化焊料晶粒結構。
- 鋼網設計與印刷優化
- 采用階梯鋼網或縮小開孔面積（如面積比>0.66），減少錫膏堆積量。
- 印刷后1小時內完成貼片，防止錫膏暴露氧化。
（三）設備升級與檢測
- 真空回流焊技術
- 通過真空環境（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
- X-ray檢測：識別焊點內部空洞并統計分布規律，針對性調整工藝。
- AOI光學檢測：對比標準焊點光澤度（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，因焊點粗糙導致早期失效率高達3%。通過以下改進：
- 更換含銀錫膏（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）并優化鋼網開孔，減少錫膏堆積；
- 調整預熱時間至90秒，冷卻速率提升至6℃/s；
- 引入氮氣保護回流焊爐。
改進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
解決焊點表面粗糙需從材料、工藝、設備三端協同優化。關鍵控制點包括：焊膏活性管理、溫度曲線精準調控、真空/氮氣環境應用。通過系統性改進，可顯著提升SMT貼片良率，滿足汽車電子、醫療設備等高可靠性領域需求。
因設備、物料、生產工藝等不同因素，內容僅供參考。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
