在SMT電子制造業(yè)中，SMT常規(guī)錫膏回流焊接是一項關(guān)鍵工藝，而焊接空洞的出現(xiàn)會嚴重影響焊接質(zhì)量和電子設備的可靠性。下面托普科小編將對SMT常規(guī)錫膏回流焊接空洞進行深入分析，并提出有效的解決措施。

一、焊接空洞的基本概念

焊接空洞指的是在錫膏回流焊接過程中， solder 連接處形成的氣泡或空洞。這些空洞會減少焊點的有效連接面積，降低焊點的機械強度和電氣性能，可能導致電子設備在使用過程中出現(xiàn)故障，如信號傳輸不穩(wěn)定、焊點疲勞斷裂等。


二、焊接空洞產(chǎn)生的原因分析

（一）錫膏相關(guān)因素

錫膏的成分和特性對焊接質(zhì)量有著直接影響。如果錫膏中助焊劑的揮發(fā)速度與焊接溫度曲線不匹配，在焊接過程中助焊劑不能及時揮發(fā)出去，就容易在焊點內(nèi)部形成空洞。例如，助焊劑揮發(fā)過快，可能會在 solder 還未完全潤濕時就已經(jīng)揮發(fā)完畢，導致氣體被困在焊點中；而揮發(fā)過慢，則會在 solder 凝固時仍有氣體產(chǎn)生，形成空洞。

此外，錫膏的金屬粉末顆粒大小和形狀也會影響空洞的形成。金屬粉末顆粒過大或形狀不規(guī)則，會導致錫膏在印刷和焊接過程中出現(xiàn)間隙，這些間隙在焊接時容易成為氣體聚集的場所，進而形成空洞。


（二）PCB 焊盤與元器件焊端因素

PCB 焊盤和元器件焊端的表面狀況是導致焊接空洞的重要原因之一。如果焊盤或焊端表面存在氧化層、油污、灰塵等污染物，會影響 solder 與焊盤、焊端的潤濕和結(jié)合，使得氣體難以排出，從而形成空洞。

焊盤和焊端的設計也會對焊接空洞產(chǎn)生影響。例如，焊盤尺寸過大或過小、焊盤間距不合理等，都會導致錫膏分布不均，在焊接過程中產(chǎn)生空洞。元器件焊端的形狀和尺寸與焊盤不匹配，也會影響 solder 的流動和填充，增加空洞產(chǎn)生的概率。


（三）回流焊工藝因素

回流焊溫度曲線的設置是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。溫度上升速度過快，會導致錫膏中的助焊劑迅速揮發(fā)，產(chǎn)生大量氣體，而此時 solder 還未完全熔化，氣體無法及時排出，從而形成空洞。溫度過高則會使 solder 過度氧化，影響 solder 的流動性和潤濕性，也容易產(chǎn)生空洞。

回流焊的時間控制也很重要。如果預熱時間過短，錫膏中的溶劑不能充分揮發(fā)，在焊接過程中會產(chǎn)生氣體，形成空洞；而焊接時間過長，則會導致 solder 晶粒粗大，降低焊點的強度，同時也可能增加空洞的產(chǎn)生幾率。


三、焊接空洞的解決措施

（一）優(yōu)化錫膏選擇與管理

根據(jù)具體的焊接需求，選擇合適成分和粒度的錫膏。確保錫膏中的助焊劑揮發(fā)速度與回流焊溫度曲線相匹配，以減少氣體的產(chǎn)生和滯留。同時，要加強錫膏的管理，嚴格控制錫膏的儲存溫度和時間，避免錫膏變質(zhì)。在使用前，應將錫膏充分攪拌均勻，以保證其性能的穩(wěn)定性。


（二）改善 PCB 焊盤與元器件焊端質(zhì)量

在 PCB 制造過程中，要確保焊盤表面清潔，去除氧化層、油污和灰塵等污染物。可以采用適當?shù)谋砻嫣幚砉に?，如鍍金、鍍錫等，提高焊盤的潤濕性。對于元器件焊端，也要進行嚴格的質(zhì)量控制，確保其表面狀況良好。此外，要優(yōu)化焊盤和元器件焊端的設計，保證其尺寸和形狀的匹配性，使錫膏能夠均勻分布。


（三）優(yōu)化回流焊工藝參數(shù)

合理設置回流焊溫度曲線，控制溫度上升速度和最高溫度。一般來說，溫度上升速度應控制在 2 - 5℃/s 之間，最高溫度應根據(jù)錫膏的熔點和元器件的耐熱性來確定，通常比錫膏熔點高 20 - 40℃。同時，要合理調(diào)整預熱時間和焊接時間，確保錫膏中的溶劑和助焊劑能夠充分揮發(fā)， solder 能夠充分熔化和潤濕。


另外，還可以通過優(yōu)化回流焊爐的氮氣氛圍來減少空洞的產(chǎn)生。在氮氣氛圍中焊接，可以降低 solder 的氧化程度，提高其流動性和潤濕性，從而減少空洞的形成。


SMT常規(guī)錫膏回流焊接空洞的產(chǎn)生是由多種因素共同作用的結(jié)果，包括錫膏、PCB 焊盤與元器件焊端以及回流焊工藝等方面。通過對這些因素的深入分析，并采取相應的解決措施，如優(yōu)化錫膏選擇與管理、改善 PCB 焊盤與元器件焊端質(zhì)量、優(yōu)化回流焊工藝參數(shù)等，可以有效減少焊接空洞的產(chǎn)生，提高焊接質(zhì)量和電子設備的可靠性。在實際生產(chǎn)過程中，應根據(jù)具體情況進行綜合考慮和調(diào)整，以達到最佳的焊接效果。