一站式PCBA加工厂家今天为大家讲讲PCB焊盘上锡不良的原因有哪些?PCB焊盘上锡不良的原因。PCB焊盘上锡不良是电子制造中常见的焊接缺陷,可能导致焊点强度不足、接触不良甚至开路,其成因复杂且多因素耦合,可从以下六个核心维度进行系统分析:

PCB焊盘上锡不良的原因
一、PCB焊盘/基材问题
表面污染与氧化
污染源:PCB制造或储存过程中暴露于空气、湿气、油脂、汗渍、灰尘、助焊剂残留物或化学物质,导致焊盘表面形成隔离层,阻碍锡膏润湿。
氧化层:铜质焊盘暴露于空气中会形成氧化层,尤其当储存时间过长或环境湿度过高时,氧化层增厚,降低可焊性。
表现:焊锡不润湿焊盘,聚集呈球状(缩锡),或部分铺开但留有可见氧化层。
表面处理工艺缺陷
工艺选择不当:如HASL(热风整平)厚度不均、OSP(有机保焊膜)膜太薄或不均、ENIG(化学镍金)出现黑镍/黑盘、浸银/浸锡钝化。
工艺失效:表面处理层在储存、运输或组装前处理(如清洗、烘烤、返工)中失效或损伤。
表现:OSP膜损坏的焊盘变暗或失去光亮度;ENIG黑镍焊盘发黑;浸银焊盘硫化变黑或产生微空洞。
设计缺陷
焊盘尺寸与形状:焊盘过小或形状不利于锡膏印刷/焊锡流动(如细长引脚的狭小焊盘),导致焊料无法充分覆盖。
热设计问题:焊盘与导热引脚连接(Thermal Relief)设计不当,或直接连接大面积铜箔且无隔热设计,导致焊盘吸热过多,熔化不充分。
通孔设计:焊盘上存在大通孔,焊锡流入孔内,导致特定位置(如大接地焊盘)焊锡熔化不充分,润湿不良。
阻焊层问题:阻焊层(绿油)印刷不良,污染或爬到焊盘上,或未完全固化,导致焊盘区域局部不沾锡。
二、元器件问题
引脚表面污染与氧化
污染源:元器件在制造、储存或运输过程中引脚表面氧化(如锡层氧化、铜合金引脚氧化)或被污染(如指纹、灰尘、塑封料溢出、硅脂、不明涂层)。
表现:焊锡在引脚上不润湿,缩成球状,或仅润湿部分引脚。
引脚表面处理不当
处理工艺缺陷:引脚镀层薄、粗糙、材料本身可焊性差,或超出有效期。
表现:同上。
引脚变形与结构问题
变形:器件(尤其是QFP、QFN、BGA等)引脚变形、弯曲,导致个别引脚不能与焊盘完全接触。
结构设计不合理:端子结构设计导致焊接时元件翘起。
表现:同一器件上个别引脚虚焊、焊锡接触不良。
三、锡膏问题
锡膏质量与匹配性
合金成分不匹配:如SnAgCu与SnPb合金成分差异,导致润湿性不足。
颗粒度与金属含量:锡膏颗粒度不均、金属含量不足,影响熔融流动性。
助焊剂类型/活性:助焊剂类型与PCB焊盘表面处理、焊接工艺(回流曲线、波峰焊)不匹配,活性不足以去除氧化层。
过期与变质:锡膏超过保质期或储存不当(未冷藏/回温不足),导致助焊剂活性降低或变质,金属颗粒氧化。
粘度异常:粘度过高或过低,影响印刷性和润湿性。
表现:整体润湿不良,活性不足以去除氧化层;润湿性能差,塌落,冷焊,锡珠多,回流后残留物异常多或发粘。
锡膏使用问题
搅拌不均匀:金属与助焊剂分层,或过度搅拌导致升温过快降低活性。
印刷后停留时间过长:溶剂挥发过多导致流动性下降。
表现:印刷形状不良,回流后局部润湿不良。
四、工艺过程问题
印刷工艺缺陷
刮刀参数不当:压力、速度、角度不合适,导致印刷量不足、过量、拖尾、边缘不平整、桥连。
脱模问题:脱模速度/距离不当,影响锡膏转移。
钢网问题:开口尺寸、形状(梯形壁)、厚度设计不合理,导致锡膏量不足;钢网张力不足或局部下陷;钢网底面污染或开口堵塞。
PCB支撑问题:PCB下方支撑(顶针/支撑块)高度或位置不合适,印刷时PCB变形,导致局部锡膏厚度不均。
表现:特定位置(如小间距、网板张力不均区域)锡膏转移量不一致、少锡、拉尖。
贴片与插件问题
贴片精度偏差:偏移、角度、高度不当,导致元器件引脚未能准确落在对应焊盘的锡膏上。
贴片压力不当:过大压力压塌锡膏或导致短路,过小压力接触不良或易移位。
插件问题:引脚弯曲、变形、未正确插入到底。
表现:焊接后一侧(或多侧)引脚不沾锡或虚焊。
回流焊问题
温度曲线不当:预热区温度/时间不足(溶剂挥发不完全,升温过快产生热应力);预热区过长/温度过高(助焊剂提前消耗、锡膏表面结皮);回流区(液相线以上时间)不足、峰值温度不足或过高;冷却速率不当。
设备问题:设备老化或存在温差,导致同一板子上不同位置(尤其大板、多层板)温差大,局部温度不足导致冷焊或润湿不良。
传送问题:传送角度不合理(不利于焊锡爬升);传送带速度过快或过慢。
表现:助焊剂活性未充分发挥或提前耗尽,导致去氧化能力不足;焊锡未充分熔化;金属间化合物(IMC)生长不良;润湿角过大,焊点不饱满。
波峰焊问题
喷涂问题:助焊剂喷涂量不足、不均匀、位置不对,导致覆盖区域润湿不良。
波峰参数不当:波峰高度或平整度差;预热温度不足。
表现:桥连、漏焊、阴影效应(元件阻挡焊锡)、不润湿。
五、生产环境与设备问题
环境控制不当
温湿度:湿度过高(>60% RH)会加剧焊盘氧化和助焊剂吸潮;温度波动影响设备稳定性和锡膏粘度。
粉尘污染:空气中粉尘附着于焊盘或元器件引脚,形成隔离层。
表现:加速氧化和污染过程,导致上锡不良。
设备维护不足
焊接设备:未定期维护,导致温度控制不准确,焊接质量不稳定。
钢网与印刷机:钢网未清洗干净、锡膏干涸残留堵塞开孔;印刷机刮刀磨损。
贴片机:吸嘴堵塞/磨损,导致贴片精度下降。
回流炉:链速不稳定、炉膛污染。
表现:设备状态不佳直接影响焊接质量。
六、特殊失效机制
阴极电迁移效应:沉金板在潮湿环境中离子迁移导致绝缘电阻下降。
锡须:纯锡镀层在应力下生长锡须,阻碍上锡。
黑盘现象:ENIG处理的焊盘镍层被过度腐蚀(渗金过度),形成脆性且不易焊接的磷富集层。
二次回流问题:沉锡板在二次回流时,纯锡层被消耗减薄,导致润湿性差。
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