焊點缺陷是SMT貼片加工中最常見、也最能直接拉低直通率與可靠性的“隱形殺手”。據統計，回流焊環節產生的缺陷占整個PCBA不良60%以上，其中焊點問題又占回流焊缺陷的80%。1943科技分享產線大數據，將焊點缺陷歸納為五大典型類型，并給出可立刻落地的工藝參數與設備管理方案，幫助電子制造同行快速降低返修率、提升交付口碑。
一、虛焊（Insufficient Solder）
1. 產生機理
焊膏印刷量不足、助焊劑活性降低或回流區峰值溫度偏低，導致焊料未與焊盤/引腳形成有效冶金結合，出現“假連接”。
2. 關鍵誘因
- 鋼網開孔面積小于焊盤80%，或厚度<0.10 mm，印刷量先天不足
- 焊膏回溫時間<3 h、攪拌不均，金屬含量降至85%以下，黏度下降
- 回流峰值低于焊料熔點15 ℃以上，液相線駐留<40 s，潤濕不充分
3. 解決方案
- 鋼網設計：開孔1:1.02擴出，厚度0.12–0.15 mm；細間距采用階梯減薄+微倒角工藝
- 焊膏管控：2–8 ℃冷藏，上線回溫≥4 h，自動攪拌機2 min，24 h內用完
- 溫度曲線：Sn63Pb37峰值210–225 ℃，SAC305峰值235–245 ℃，液相線以上60–90 s
- 閉環檢測：SPI每片測厚，低于-15%立即停機擦網；AOI+ICT雙檢，發現虛焊即時返修
二、橋連（Solder Bridge）
1. 產生機理
相鄰焊盤間焊膏過量或熔化時表面張力失衡，形成橫向錫橋，導致短路。
2. 關鍵誘因
- 鋼網孔壁粗糙/開孔過大，印刷后焊膏塌陷
- 回流保溫區溫度過高（＞180 ℃）、時間過長（＞90 s），焊料流動性增強
- 貼片偏移＞0.05 mm，元件引腳把焊膏擠出焊盤
3. 解決方案
- 開孔縮小10%，采用“倒錐”激光切割孔壁，降低塌陷風險
- 刮刀速度50–80 mm/s、壓力0.02–0.03 MPa，保持45°角度，減少挖錫
- 優化保溫區：160–180 ℃、60–80 s，讓助焊劑充分揮發又不過度液化
- AOI在線報警+激光標記，橋連板立即隔離，熱風刀局部返修
三、立碑（Tombstoning）
1. 產生機理
片式元件兩端潤濕力不平衡，產生力矩把元件一端拉起，形成“墓碑”。
2. 關鍵誘因
- 焊盤熱容量差異大（一側接地或鋪銅）
- 兩焊盤印刷量差＞20%，熔化時間不同步
- 回流溫差＞10 ℃，升溫斜率＞3 ℃/s
3. 解決方案
- PCB設計：對稱焊盤尺寸，差異≤10%；大銅面加“熱隔離”窗或淚滴鋪銅
- 鋼網：0201/0402元件開孔0.8:1面積比，防錫量過多
- 回流曲線：預熱1–2 ℃/s，恒溫區150–180 ℃，峰值溫差≤±5 ℃
- 貼片：Z軸高度0.05–0.10 mm，貼裝壓力20–30 g，確保居中
四、錫球（Solder Ball）
1. 產生機理
焊膏飛濺或助焊劑沸騰，在阻焊膜上形成直徑＞0.13 mm的獨立錫珠，潛在短路風險。
2. 關鍵誘因
- 預熱升溫＞4 ℃/s，水分/溶劑瞬間汽化
- 環境濕度＞60%，焊膏吸潮
- 鋼板底部未清潔，殘留錫膏二次印刷被擠出
3. 解決方案
- 溫區設置：預熱斜率1–3 ℃/s，保溫區保持150–180 ℃，讓溶劑充分揮發
- 物料管理：開封后24 h內用完，濕度卡＜30% RH，線邊放置干燥柜
- 設備保養：每班擦拭鋼板底部，5000片超聲波清洗一次；增加真空吸錫裝置
- AOI+人工目檢雙檢，發現錫珠即用吸錫線+熱風槍清理
五、焊點剝離（Pad Lifting）
1. 產生機理
無鉛合金與PCB基材熱膨脹系數差異大，冷卻階段應力集中，焊點與焊盤界面發生微裂甚至剝離。
2. 關鍵誘因
- 冷卻速率＞6 ℃/s，應力瞬間增大
- 焊料合金非共晶，凝固區間寬
- 銅環面積過大，剛性增強
3. 解決方案
- 合金選型：SAC305或添加微量Bi/Ni，降低熱膨脹差
- 冷卻斜率：2–4 ℃/s，自然風冷+底部輔助冷卻，避免急冷
- PCB設計：采用SMD焊盤，阻焊窗限制銅環面積；增加“應力釋放”縫隙
- X-Ray抽檢3%，空洞率＞25%或發現剝離即整批返修，并回溯溫度日志
結語
焊點缺陷并非孤立現象，而是“設計-物料-設備-工藝-環境”全鏈條交互的結果。1943科技通過“SPI+AOI+X-Ray”三維閉環檢測與MES數據追溯，將上述五大缺陷總不良率穩定控制在≤0.05%。希望本文的五大原因與解決方案，能為您的SMT產線提供可直接復制的改善模板，攜手把焊點做成“零缺陷”，把交付做成“零投訴”。
2024-04-26
