波峰焊是 PCB 批量焊接的核心工艺之一,而虚焊是波峰焊里最让人头疼的缺陷之一 —— 焊点看似成型,实际内部接触不良,后续产品通电后极易出现断路、发热甚至烧毁的问题。今天就以科普问答的形式,跟大家拆解虚焊的成因和优化方案。
问 1:什么是 PCB 波峰焊的虚焊?它和假焊、冷焊是一回事吗?答:PCB 波峰焊的虚焊,本质是焊料与 PCB 焊盘、元器件引脚之间没有形成可靠的金属键合,焊点内部存在缝隙或氧化层,外观上可能表现为焊点不饱满、发灰、无光泽,甚至出现 “拉尖” 的情况。
很多人会把虚焊和假焊、冷焊混淆,其实三者既有联系又有区别。假焊更偏向于 “视觉欺骗”,焊点完全没有和焊盘融合,用手轻推元器件就会脱落;冷焊则是因为焊料凝固时温度过低,导致晶粒粗大、焊点疏松,属于虚焊的一种特殊表现形式。简单来说,冷焊是虚焊的子集,而假焊是比虚焊更严重的焊接失效问题。
问 2:虚焊的主要成因有哪些?为什么说 PCB 来料质量是 “第一道关”?答:虚焊的成因贯穿波峰焊全流程,主要可以分为三大类,其中 PCB 来料质量直接决定了焊接的 “先天条件”。
PCB 与元器件的来料问题:PCB 焊盘表面氧化、有油污或指纹残留,会直接阻碍焊料的润湿铺展;元器件引脚氧化、镀层不均匀,同样会导致焊料无法有效附着。另外,PCB 的阻焊层如果覆盖到焊盘边缘,也会影响焊料和焊盘的接触面积,诱发虚焊。
助焊剂选型或使用不当:助焊剂的核心作用是清除氧化层、降低焊料表面张力。如果助焊剂活性不足,无法有效破除焊盘和引脚的氧化膜;或者助焊剂喷涂不均匀,部分焊盘没有被助焊剂覆盖,都会导致焊料润湿不良,形成虚焊。
波峰焊工艺参数设置偏差:这是最常见的后天因素。比如焊锡炉温度过低,焊料流动性差,无法充分浸润焊盘;传送带速度过快,PCB 与波峰接触时间不足,焊料还没完成润湿就离开了波峰;波峰高度不够,焊盘没有完全浸入焊料,这些都会直接造成虚焊。
问 3:针对虚焊问题,从 PCB 设计到工艺调整,有哪些可落地的优化方案?答:优化虚焊需要 “全流程管控”,从 PCB 设计阶段就要提前规避风险,具体可以分为 5 个步骤:
严格把控来料质量:PCB 进厂前要做表面清洁度和氧化检测,焊盘表面应该光亮无氧化斑点,阻焊层边缘与焊盘的距离控制在 0.1mm 以上;元器件引脚要进行镀层附着力测试,氧化严重的元器件禁止上线。
优化助焊剂使用方案:根据 PCB 和元器件的材质选择合适活性的助焊剂,比如高温焊接场景可以选用中活性助焊剂;同时调整喷涂参数,保证助焊剂均匀覆盖每个焊盘,喷涂量以 “焊盘表面形成一层薄而均匀的液膜” 为宜,避免过多或过少。
精准调整波峰焊工艺参数:焊锡炉温度建议设置在 250℃-260℃(具体根据焊料成分调整,比如含铅焊锡温度可略低);传送带速度控制在 0.8m/min-1.2m/min,确保 PCB 与波峰的接触时间在 3s-5s;波峰高度以覆盖焊盘厚度的 1/2-2/3 为宜,既要保证浸润,又要避免焊料过多导致桥连。
优化 PCB 设计细节:焊盘尺寸要匹配元器件引脚,比如 0805 贴片元件的焊盘宽度建议比引脚宽度大 0.1mm-0.2mm;焊盘之间的间距要合理,避免相邻焊盘过近;对于引脚较密的元器件,可以设计 “引流焊盘” 或 “阻焊坝”,引导焊料均匀分布。
做好焊后检测与追溯:采用 AOI(自动光学检测)设备对焊点进行 100% 检测,重点关注焊点的光泽度、饱满度;对出现虚焊的 PCB,要追溯来料批次、工艺参数记录,找到问题根源,避免重复发生。
问 4:有没有低成本的现场优化技巧,适合中小工厂快速解决虚焊问题?答:对于没有高端检测设备的中小工厂,可以通过几个低成本技巧快速改善虚焊问题:
生产前用酒精擦拭 PCB 焊盘表面,清除油污和灰尘;
定期清理焊锡炉表面的氧化渣,避免氧化渣附着在波峰表面影响焊接;
调整波峰焊的喷嘴角度,让波峰与 PCB 底面呈 5°-10° 夹角,增强焊料与焊盘的接触效果;
对元器件进行预热处理,尤其是体积较大的元器件,避免焊接时因温差过大导致焊料凝固过快。
虚焊的优化核心是 “消除氧化、保证润湿、精准控温”,只要从来料、设计、工艺三个维度层层把控,就能大幅降低虚焊的发生率。下一篇我们将聊聊波峰焊中另一个高发缺陷 —— 桥连的优化方案。