PCB 焊接工艺常见问题与解决方案：从虚焊到桥连的实战排查
来源：捷配
时间: 2025/10/15 09:56:22
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PCB 焊接工艺中，“虚焊”“桥连”“锡珠”“焊点开裂” 等问题频发 —— 即使参数设置规范，仍可能因元件氧化、操作不当、设备老化导致缺陷（如某工厂因烙铁头磨损，虚焊率从 1% 升至 8%）。高效解决问题需 “现象观察→原因分析→针对性整改→预防措施” 的流程，避免盲目调整参数导致新问题。本文聚焦五大常见问题，提供可落地的解决方案与案例。?
一、问题 1：虚焊（焊点导通电阻＞100mΩ，轻推元件可晃动）?
虚焊是最常见的焊接缺陷，占总缺陷的 30%~40%，表现为焊点与焊盘 / 引脚接触不紧密，通电后易出现接触不良、发热。?
原因分析?
- 温度与时间不足：焊接温度低于焊料熔点（如无铅焊料温度＜235℃），或加热时间过短（＜3s），焊料未充分融化、润湿；?
- 焊盘 / 引脚氧化：PCB 焊盘存储过久（超 6 个月）氧化发黑，元件引脚镀层氧化（如锡镀层发黄），焊料无法润湿；?
- 助焊剂问题：助焊剂活性不足（如用 R 级助焊剂处理氧化焊盘）、用量过少（无法去除氧化层）；?
- 工具问题：电烙铁温度不准（实际温度比设定低 20℃）、烙铁头磨损（热传导效率下降）。?
解决方案?
- 优化温度与时间：?
- 无铅焊接温度提升至 235~245℃（比熔点高 18~28℃），手工焊加热时间延长至 3~5s，回流焊 TAL 时间延长至 40~60s；?
- 案例：某回流焊虚焊率 12%，检查发现 TAL 时间仅 20s，延长至 40s 后，虚焊率降至 0.8%；?
- 处理氧化问题：?
- 焊盘氧化：用细砂纸轻轻打磨焊盘，或涂 RA 级助焊剂（高活性），焊接后清洗残留；?
- 引脚氧化：元件引脚用异丙醇清洁，或重新镀锡（厚度 1~2μm）；?
- 调整助焊剂：?
- 氧化严重场景改用 RA 级助焊剂，手工焊增加焊锡丝中助焊剂含量（从 2% 增至 3%）；?
- 维护工具：?
- 校准电烙铁温度（每周 1 次），更换磨损烙铁头（磨损＞0.1mm），回流焊炉每 500 片 PCB 校准温度曲线。?
预防措施?
- 元件与 PCB 存储在干燥、低温环境（湿度＜60%，温度 20~25℃），避免氧化；?
- 焊接前检查焊盘与引脚状态，氧化严重的物料禁止使用；?
- 定期维护焊接设备（电烙铁、回流焊炉），确保参数精准。?
二、问题 2：桥连（相邻焊点焊锡连通，导致短路）?
桥连多发生在细间距元件（如 IC 引脚间距＜0.5mm）、密集焊点区域，表现为相邻焊点间有焊锡连接，电气测试时短路（绝缘电阻＜10?Ω）。?
原因分析?
- 焊料过量：手工焊焊锡丝用量过多，回流焊钢网开孔过大（比焊盘大 5% 以上）、焊膏印刷过量；?
- 元件偏位：SMT 贴装时元件偏移（如 IC 引脚偏离焊盘），焊接后焊锡连通相邻引脚；?
- 温度过高：焊接温度过高（如无铅焊料＞250℃），焊料流动性过强，溢出到相邻焊盘；?
- PCB 设计问题：焊盘间距过小（＜0.3mm），超出工艺能力（普通回流焊最小间距 0.3mm）。?
解决方案?
- 控制焊料用量：?
- 手工焊：减少焊锡丝用量（焊点高度≤元件厚度 1.5 倍），用吸锡带清除多余焊锡；?
- 回流焊：缩小钢网开孔（比焊盘小 5~10%），降低印刷压力（从 0.2MPa 降至 0.15MPa），减少焊膏量；?
- 案例：某 IC 引脚（间距 0.4mm）桥连率 15%，将钢网开孔从 0.35mm 缩小至 0.3mm 后，桥连率降至 0.5%；?
- 校准贴装参数：?
- 调整 SMT 贴片机视觉定位（精度 ±0.02mm），确保元件中心与焊盘中心偏差≤0.05mm；?
- 降低焊接温度：?
- 无铅焊接温度降至 235~245℃（避免超 250℃），回流焊峰值温度偏差控制在 ±3℃；?
- 优化 PCB 设计：?
- 焊盘间距增大至≥0.3mm（普通工艺），细间距元件（＜0.3mm）采用无铅焊膏 + 氮气保护，提升焊料润湿性控制。?
预防措施?
- PCB 设计时焊盘间距按工艺能力设计（普通回流焊≥0.3mm）；?
- 细间距元件贴装后 100% AOI 检测，及时发现偏位；?
- 焊接后用放大镜检查密集焊点区域，避免桥连流入下游。?
三、问题 3：锡珠（PCB 表面出现独立焊锡小球，直径＞0.1mm）?
锡珠易导致 PCB 短路（尤其是高密度 PCB），表现为焊点周围或空白区域有独立焊锡球，多发生在回流焊工艺中。?
原因分析?
- 焊膏吸潮：焊膏冷藏后未充分回温（＜4 小时），或开封后暴露时间过长（＞24 小时），焊接时溶剂挥发产生气泡，带出焊锡形成锡珠；?
- 预热不足：回流焊预热区温度过低（＜80℃）或时间过短（＜60s），焊膏中溶剂未充分挥发，回流时爆发性挥发产生锡珠；?
- 钢网问题：钢网开孔边缘不光滑（有毛刺），印刷时焊膏残留，焊接后形成锡珠；?
- PCB 污染：PCB 表面有油污、灰尘，焊膏无法均匀覆盖焊盘，多余焊膏形成锡珠。?
解决方案?
- 规范焊膏管理：?
- 焊膏回温 4 小时以上，开封后 24 小时内用完，未用完的焊膏冷藏保存（禁止反复回温）；?
- 优化预热参数：?
- 回流焊预热区温度提升至 80~150℃，时间延长至 60~90s，确保溶剂充分挥发；?
- 案例：某回流焊锡珠率 10%，预热时间从 50s 延长至 80s 后，锡珠率降至 0.3%；?
- 维护钢网：?
- 钢网开孔用激光切割（边缘光滑，无毛刺），每印刷 50 片 PCB 清洁钢网（用异丙醇擦拭）；?
- 清洁 PCB：?
- PCB 焊接前用异丙醇清洁表面，去除油污、灰尘，确保焊膏均匀覆盖。?
预防措施?
- 焊膏存储与使用严格按规范操作，避免吸潮；?
- 回流焊预热参数定期校准，确保溶剂挥发充分；?
- 钢网定期检查（每批次生产前），边缘毛刺及时打磨。?
四、问题 4：焊点开裂（焊点出现裂纹，导通电阻波动）?
焊点开裂多发生在可靠性测试后（如高低温循环、振动），表现为焊点表面或内部有裂纹，通电后电阻忽大忽小。?
原因分析?
- 热应力过大：焊接后冷却速率过快（＞4℃/s），焊点内部产生应力，长期使用后开裂；?
- 焊料成分不当：无铅焊料中 Ag 含量过高（＞3.5%），焊点脆性增加，易开裂；?
- 元件与 PCB 热膨胀系数（CTE）不匹配：如陶瓷元件（CTE 6ppm/℃）与 FR-4 PCB（CTE 16ppm/℃），温度变化时热胀冷缩差异大，导致焊点开裂；?
- 焊点结构不良：焊点过小（覆盖焊盘＜80%）、形状不规则，应力集中在局部。?
解决方案?
- 控制冷却速率：?
- 回流焊冷却区降温速率降至 2~4℃/s（用冷却风扇调速），避免应力集中；?
- 案例：某 PCB 高低温循环后焊点开裂率 8%，冷却速率从 5℃/s 降至 3℃/s 后，开裂率降至 0.5%；?
- 选择合适焊料：?
- 改用低 Ag 含量无铅焊料（如 Sn99Ag0.3Cu0.7，Ag 含量 0.3%），提升焊点韧性；?
- 优化元件与 PCB 匹配：?
- 选择 CTE 相近的元件与 PCB（如陶瓷元件搭配高 Tg PCB，CTE 10ppm/℃）；?
- 改善焊点结构：?
- 增加焊料用量（焊点覆盖焊盘≥90%），手工焊确保焊点呈半月形，避免不规则形状。?
预防措施?
- 焊接后缓慢冷却，减少热应力；?
- 高可靠性场景（汽车、医疗）选择低脆性焊料；?
- 可靠性测试前 100% 外观检测，排除焊点结构不良的 PCB。?
PCB 焊接问题的解决需 “精准定位原因”—— 某工厂将虚焊归咎于温度不足，反复提升温度导致元件烧毁；最终发现是焊盘氧化，用 RA 级助焊剂处理后，虚焊率降至 0.5%。可见，按 “现象→原因→方案” 的流程分析，才能高效解决问题，避免资源浪费。?
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