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PCBA加工中焊点不良的原因有哪些?

  • 发表时间:2025-10-17 13:38:43
  • 来源:本站
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PCBA(印刷电路板组装)加工过程中,焊点不良是影响产品质量和可靠性的关键问题。焊点不良可能导致电路断路、短路、接触电阻增大或机械强度不足,进而引发设备故障。以下是焊点不良的主要原因及分类分析:

一、材料相关因素

  1. 焊料质量问题

    • 成分不合格:焊料中锡(Sn)、铅(Pb)或其他金属(如银、铜)比例不符合标准,导致熔点、流动性或润湿性异常。

    • 杂质污染:焊料中混入氧化物、灰尘或金属颗粒,影响焊接质量。

    • 助焊剂失效:助焊剂活性不足或残留过多,导致焊接后残留物腐蚀焊点。

  2. PCB与元件问题

    • PCB焊盘氧化:焊盘表面氧化或污染(如指纹、油污),导致焊料无法良好润湿。

    • 元件引脚可焊性差:引脚镀层(如锡、银)厚度不足或氧化,影响焊接结合力。

    • 元件引脚变形:引脚弯曲、偏移或长度不一致,导致焊接时接触不良。

二、工艺参数问题

  1. 温度控制不当

    • 温度过高:焊料过度流动,可能形成桥接或元件损坏。

    • 温度过低:焊料未完全熔化,导致虚焊或冷焊。

    • 预热不足:PCB未充分预热,导致焊接时温度骤升,产生热应力或焊料飞溅。

    • 焊接温度过高/过低

    • 冷却速率不当:冷却过快可能导致焊点脆化,冷却过慢则可能形成粗大晶粒。

  2. 焊接时间控制

    • 时间过短:焊料未充分填充间隙,形成虚焊或接触不良。

    • 时间过长:焊料过度扩散,可能损坏元件或PCB。

  3. 波峰焊/回流焊参数

    • 波峰焊:波峰高度、传输速度或喷嘴角度不当,导致焊料覆盖不均。

    • 回流焊:温度曲线(预热、保温、回流、冷却)设置不合理,影响焊点形成。

三、设备与环境因素

  1. 焊接设备问题

    • 喷嘴堵塞:波峰焊喷嘴堵塞导致焊料流动不畅。

    • 设备老化:加热元件、温度传感器或传送系统故障,导致温度波动。

    • 夹具设计不当:夹具固定不稳或遮盖焊盘,影响焊接质量。

  2. 环境因素

    • 湿度过高:PCB吸潮后,焊接时可能产生爆米花效应(元件内部水分汽化导致开裂)。

    • 静电/灰尘:静电放电或灰尘污染可能导致元件损坏或焊点缺陷。

    • 清洁度不足:工作区域或设备未定期清洁,导致焊料或助焊剂残留。

四、设计缺陷

  1. PCB布局问题

    • 焊盘间距过小:高密度设计导致焊料桥接或短路。

    • 焊盘尺寸不当:焊盘过大或过小,影响焊料填充量。

    • 阻焊层覆盖:阻焊层覆盖焊盘边缘,导致焊料无法润湿。

  2. 元件封装问题

    • 引脚间距不匹配:元件引脚间距与PCB焊盘不匹配,导致焊接困难。

    • 元件方向错误:极性元件(如二极管、电解电容)方向装反,引发功能故障。

五、操作与人为因素

  1. 手工焊接问题

    • 烙铁温度不当:温度过高损坏元件或PCB,温度过低导致虚焊。

    • 焊接时间过长:手工焊接时停留时间过长,可能烫伤PCB或元件。

    • 助焊剂使用不当:助焊剂过多导致残留腐蚀,过少则润湿性差。

  2. 贴片精度问题

    • 贴片机偏移:元件贴装位置偏差,导致焊接时引脚未对齐焊盘。

    • 元件极性错误:贴片时元件方向装反,引发功能异常。

  3. 返修不当

    • 多次返修:同一焊点反复加热,导致焊盘脱落或PCB损伤。

    • 返修工具使用不当:热风枪或烙铁操作不规范,损坏周围元件。

六、常见焊点不良类型及原因

不良类型典型表现主要原因
虚焊焊点表面光滑,但无电气连接焊料未充分润湿焊盘或引脚
冷焊焊点呈颗粒状,表面粗糙焊接温度不足或时间过短
桥接相邻焊点短路焊料过多或焊盘间距过小
立碑片式元件一端翘起两侧焊盘锡量不均或元件贴装偏移
爆米花效应元件内部开裂PCB吸潮后焊接时水分汽化
焊盘脱落焊盘与PCB基材分离多次返修或焊接温度过高

七、解决方案与预防措施

  1. 优化材料选择:使用高质量焊料、助焊剂,确保PCB和元件可焊性。

  2. 严格控制工艺参数:根据元件和PCB特性调整温度曲线、焊接时间。

  3. 改进设计:合理布局焊盘间距,避免高密度设计导致的焊接问题。

  4. 加强设备维护:定期校准焊接设备,清洁喷嘴和传送系统。

  5. 规范操作流程:培训操作人员,避免手工焊接和返修中的人为错误。

  6. 环境控制:保持生产环境清洁、干燥,控制湿度和静电。

总结PCBA加工中焊点不良的原因涉及材料、工艺、设备、设计和操作等多个环节。通过系统分析不良类型,针对性优化材料、工艺参数和操作流程,可显著提高焊接质量,降低产品故障率。