PCBA贴片加工中焊点产生空洞（气泡）的原因分析

       在PCBA贴片加工中，无论回流焊接还是波峰焊接，PCBA焊点冷却后都不可避免的出现一些空洞(气泡)。焊点出现空洞的主要原因是助焊剂中有机物热解产生的气泡不能及时逸出。而助焊剂在回流区已经被消耗掉了，焊膏的粘度也发生了很大的变化。此时焊料中的助焊剂发生开裂，导致高温开裂后的气泡没有及时溢出，被封装在焊点中，冷却后形成空洞现象。接下来就由PCBA贴片加工厂-壹玖肆贰科技-为大家具体阐述分析，希望给您带来一定的帮助！

1、助焊剂活性的影响

由于助焊剂当中熔剂的有机物高温裂解，使气泡难以逸出，导致气体被包裹在合金粉中。从过程中可以看出，有机物受到热力产生的气泡主要途径有：焊膏中的助焊剂、其他有机物、波峰焊的助焊剂或杂质产生等。上述有机化合物在高温下分解形成气体。由于气体比重相当小，焊接时气体会悬浮在焊料表面，气体最终会逸出，不会停留在合金粉表面。但是，焊接时必须考虑焊料的表面张力和待焊接部件的重力。所以要结合锡膏的表面张力和元器件的重力来分析为什么气体无法从合金粉表面逸出，从而形成空洞。如果有机物产生的气体的浮力小于焊料的表面张力，那么助焊剂中的有机物在高温下热解后，气体就会被包围在焊球内部，气体就会被焊球深深地吸收，此时气体就很难逸出，进而形成空洞现象。

2、与PCB焊盘氧化程度有关

PCB焊盘表面氧化和脏污程度越高，焊接后PCBA焊点产生的空洞就越多。因为焊盘氧化程度越大，需要更强的活性剂来处理焊接物体表面的氧化物。特别是对于OSP(有机溶剂防腐剂)表面处理，OSP垫上的一层有机保护膜很难被去除。如果不能及时去除焊盘表面的氧化物，氧化物就会留在被焊物体表面。此时氧化物会阻止合金粉与被焊金属表面接触，从而形成不良出现拒焊现象。表面氧化严重，高温分解的有机物气体会隐藏在合金粉中。同时无铅表面张力大，合金比重也比较大，气体很难逸出，气体会被包围在合金粉中。必须避免焊膏和待焊接金属表面的氧化物。否则，没有其它方法来减少空洞的形成。

3、溶剂沸点的影响

无论是波峰焊前还是锡膏本身的溶剂，二者之间的沸点直接影响PCBA焊点空洞的大小和空洞形成的概率。溶剂的沸点越低，越有可能形成空隙。所以可以选择沸点高的溶剂，避免气蚀。如果溶剂的沸点较低，溶剂将在恒温区或回流区蒸发，仅留下高粘度和难以移动的有机物，其必须被包围。所以在选择焊锡膏的时候，尽量选择高沸点溶剂的焊锡膏，减少空洞现象的发生。

4、与焊接时间有关

Sn63-Pb37焊料的浸渍时间很短，约为0.6 s，而SnAgCu焊料的浸渍时间约为1.5 s，同时无铅焊料的表面张力大，移动速度很慢，焊料的润湿性和扩散性比铅焊料差。在这些情况下，有机物热解产生的气体很难逸出，气体会完全被包围在合金层中。当然，无铅焊料气泡的概率远大于有铅，这也是当今PCBA贴片加工中使用无铅焊接工艺面临的难题和挑战。

5、锡膏过量吸入空气中的水分造成的

应根据正确的方法使用焊锡膏。锡膏从冰箱中取出后，应在室温(25℃±3℃)下保存至少4小时。锡膏预热时，切记锡膏的盖子不能提前打开，锡膏不能加热预热。同时，避免吸入空气中的水分。焊膏在线使用前必须搅拌。其目的是使合金粉和焊剂搅拌均匀。在搅拌过程中，时间不宜过长(约3-5min)，搅拌力不宜过大。如果时间太长，力度太大，合金粉末可能会被压碎，导致焊膏中的金属粉末氧化。如果焊锡膏粉被氧化，再流焊后出现空洞的概率会大大增加。锡膏印刷后不能在空气中放置太久(一般在2小时内)，否则锡膏吸水过多会增加空洞形成的概率。可见，焊膏的正确使用非常重要，必须按照焊膏的正确使用方法进行，否则PCBA回流焊后的焊接缺陷会大大增加。因此，焊膏的正确使用将是保证各种焊接质量的先决条件，必须高度重视。

随着PCBA贴片加工产业的快速发展，元器件密度越来越高，PCB基板层数越来越多，这对PCBA贴片加工工艺提出了新的挑战。对PCBA可靠性而言，一旦焊点的空洞面积超过IPC标准，不仅会影响元器件的机械性能，还会影响整个产品电器性能。空洞现象会给焊点带来不可估量的风险。因此，PCBA加工厂严格控制PCBA焊点空洞（气泡）是非常重要的，必须高度重视。

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