如何防止非润湿缺陷

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印刷电路板 (PCB) 的制造过程通常包括称为回流焊接或回流的过程。回流焊涉及用焊膏覆盖 PCB 表面，以方便将电路板的数千个微小元件临时连接到其 PCB 焊盘上。焊膏可以使组件稳定足够长的时间以进行高温处理。高温使焊料回流——也就是说，它将焊膏变成在电路板上流动的熔融物质——形成永久的焊点，将元件牢固地粘合到位。

回流焊接是一种有用的技术，但在许多制造过程中，尤其是那些涉及大量微小零件的制造过程中，总是有可能出现错误。在 PCB 的回流焊接缺陷中，不润湿并不少见，它会对缺陷板的结构完整性和性能产生严重影响。幸运的是，可以采取预防措施来改善电路板润湿并防止此缺陷。

在本指南中，我们讨论了称为不润湿的焊接缺陷，解释了其常见原因和潜在的补救措施，并提供了焊接缺陷的图片，以便您清楚地看到可能出现的问题以及如何解决问题。

什么是非润湿缺陷？

非润湿缺陷是当熔融焊料未能与电路板上的基底金属结合时发生的焊接缺陷。当这种结合未能实现时，焊料可能不会粘附到组件的端子或 PCB 焊盘上，从而使它们无法牢固地粘在一起。电路板的表面材料将保持外露，焊料本身可能看起来有颗粒感或无光泽。不润湿还会直接导致空洞——在焊点内形成缺少焊料的孔。

非润湿与去润湿

非润湿缺陷不同于去润湿。焊锡去湿是什么意思？

当熔化的焊料最初覆盖元件端子和 PCB 焊盘但随后从这些部件退去时，就会发生去湿，在基底金属上留下一些薄的焊料区域和一些不规则的厚块。电路板的表面材料通常不会暴露在外。当发生去湿时，通常会影响焊点及其圆角的质量。

锡-银-铜焊料等无铅焊料经常出现非润湿缺陷，但并非总是如此。一些金属比其他金属更容易不润湿，因为不同的金属化具有不同的芯吸和扩散特性。涂有有机可焊性防腐剂 (OSP) 的裸铜板通常容易受到 PCB 焊盘不润湿的影响，尤其是在它们经历了不止一个热循环的情况下。另一方面，纯锡易于扩散并减少不润湿，银浸饰面也是如此。只要不含杂质，镍金合金也倾向于很好地焊接并最大限度地减少不润湿。

为什么修复非润湿缺陷很重要

为什么解决 PCB 上的非润湿缺陷如此重要？不润湿会导致严重的结构问题，从而损害电路板的功能和性能。

PCB 上的不润湿会产生不稳定的焊点。当电路板上的接头不稳定时，它们可能会断裂或导电性差。并且当焊料没有粘附在基底金属上时，元件和 PCB 焊盘将无法牢固地固定在板上。它们可能松动并形成不良连接，或者它们可能立即或在受到压力时脱落。如果没有将适当的组件牢固地固定到位，PCB 将无法正常工作。

不润湿缺陷的常见原因

非润湿缺陷有几个常见的原因。以下是PCB上可能出现不润湿的许多原因：

1。 PCB 光洁度不足

印刷电路板上的表面处理对于确定焊料回流的程度和润湿程度有很长的路要走。如果光洁度不足，并且大部分裸板仍然暴露在外，焊料将更难回流，并且很难与 PCB 粘合。

2。引脚电镀不当

如果 PCB 上的铜引脚在进行锡/铅电镀之前没有得到足够的铜电镀，它们可能会变得容易不润湿。原因是为了防止锌干扰锡/铅镀层和防止焊料正确粘附，必须有足够的铜镀层。

3。劣化助焊剂

旧的和退化的助焊剂——焊接前后使用的化学清洁剂——会很快导致不润湿。助焊剂在敞开的容器中会迅速降解。即使其固含量保持不变，其性能也会大幅下降。定期更换助焊剂有助于防止出现此问题。

4。错误的助焊剂类型

用于清洁的助焊剂类型也可能决定 PCB 上是否发生不润湿。一般来说，高活性助焊剂具有良好的可焊性和较小的不润湿风险。相反，低活性、低残留的助焊剂可能会导致可焊性差和不润湿的可能性增加。活性低的助焊剂不足以去除PCB表面的氧化物，这些氧化物会阻碍润湿。

5。锡/铅厚度不正确

当电路板的锡和铅镀层太薄时，不正确的厚度会导致可焊性差和不润湿。较薄的涂层具有较短的保质期，并且可能不会持续到焊接发生。

6。存储时间长

如果电路板存放时间过长，有效焊接会变得更加困难，并且不润湿的可能性也会增加。正如我们所见，可焊性通常直接对应于镀层厚度。在长期储存期间，良好可焊性所需的镀层可能会损坏。存放一年或更长时间的 PCB 可焊性差和不润湿的风险可能会增加。

7。应用不良的板材树脂

如果 PCB 上的树脂弄脏了，它可能会干扰焊接并导致不润湿。例如，板树脂可能会涂抹在引脚的角上并导致这些区域不润湿。

8。洗澡的问题

在某些情况下，印制板涂层可能会出现不润湿。例如，由于化学镀金浴中的不平衡，PCB 上的金表面涂层可能会导致整个表面不润湿。

9。氧化

接受焊接的表面上的氧化通常会导致不润湿。氧化物介入焊料和基底金属之间并阻止适当的粘附。发生这种情况时，已氧化的表面的每个部分都会发生不润湿。

10.焊膏不足

少量的焊膏经常会导致不润湿，因为焊膏的充分扩散对于确保稳定的焊点是必要的。当 PCB 组装使用的焊膏太少时，焊料和电路板的基底金属表面之间不能发生适当的粘附。幸运的是，充分涂抹焊膏通常会导致 PCB 100% 润湿。

11.焊膏选择不当

一些焊膏在防止不润湿方面的性能优于其他焊膏。通常，与助焊剂一样，高活性焊膏比低活性焊膏更有效。它将提高可焊性并将不润湿的风险降至最低。

12.过期焊膏

如果电路板上使用的焊膏已经过了保质期，它就不会含有足够强的助焊剂。助焊剂的活性不足以去除板上的氧化物，也无法提供良好的可焊性和润湿性。

13.焊接温度不足

过低的焊接温度往往会促进电路板上的不润湿。焊料需要一定的热阈值才能与基底金属正确结合。如果焊接期间的温度未达到该阈值，则焊料将无法正确粘附到组件或 PCB 焊盘上。这种困难在无铅合金中尤为常见，无铅合金的熔点往往高于锡/铅合金。

14.焊接温度不一致

焊接温度不一致或波动会导致 PCB 不润湿，因为它们无法激活助焊剂并导致某些区域的焊料附着力差。如果 PCB 上的特定故障点没有接收到达到助焊剂活化温度的热量，则焊料将不会按照应有的方式粘附在这些区域。

15.浸泡时间太短

焊料留在板上的时间长短直接影响其与 PCB 表面基底金属的结合能力。如果焊料没有足够的时间正确粘附，则可能会在特定位置或整个电路板上发生不润湿。

16.浸泡时间过长

或者，如果在回流过程中焊料在板上停留的时间过长，那么较长的时间可能会在焊接发生之前耗尽助焊剂。如果助焊剂由于浸泡时间过长而变得不活跃，那么不润湿的可能性就会大大增加。

17.焊膏和电镀材料不匹配

如果焊膏的种类和板上的镀层材料不兼容，焊膏将无法有效地连接表面元件和板上的焊盘。

18.更小的芯片

较小的芯片必然包含较薄的焊膏层。在这些情况下，焊膏层可能不足以充分润湿整个 PCB。

19.受污染的助焊剂或焊膏

受污染的助焊剂或焊膏无法清洁电路板或有效连接组件，也无法充分润湿。污染物还可能在 PCB 上留下不需要的残留物，这些残留物会干扰焊料流动并导致不润湿。

如何纠正不润湿缺陷

要纠正这些缺陷，您可以采取几个不同的步骤来促进良好的润湿或解决不润湿问题，如果您尽了最大努力仍会出现这种情况。

1。减少氧化

氧化是PCB中非润湿缺陷的最常见原因之一。减少回流前焊粉、元件引线和 PCB 焊盘的氧化可以显着降低电路板润湿不良的可能性。

2。调整回流曲线

为防止非润湿缺陷，您可能需要首先调整回流曲线以尽量减少温差。您可以通过更改均热区来调整和优化回流曲线，以提供适当的升温和曝光并防止缺陷。

3。减少总热量输入

由于在回流过程中温度上升太陡会导致桥接、焊球、墓碑和微裂纹等缺陷，制造商通常会提高整体热量分布以使温度上升更温和。但是，过早加热过多会导致不润湿，以及其他严重问题，如电路板分层和元件烧毁。如果焊膏的抗氧化能力有限，过高的热输入也会降低焊膏的助焊剂活性，再次导致润湿不良。

4。提高峰值回流温度

虽然整体热输入不应该太高，但峰值回流温度需要达到一定的阈值。如果回流温度从未变得足够高，则无法发生适当的润湿，因此设施必须仔细监控其峰值回流温度。

5。减少分析时间

减少回流期间的浸泡时间通常有利于减少整个 PCB 的不润湿。缩短浸泡时间有助于确保助焊剂保持活性、去除氧化物并促进适当的润湿。

6。保持适当的存储环境

确保 PCB 的存储环境适合长期保持其质量。如果存放区域的温度和湿度不符合PCB长期存放的标准，请考虑调整或选择其他存放位置。

7。注意存放时间

即使您的存储区域符合必要的标准，最好不要使用已存放一年以上且没有保护盖板的 PCB。存放这么久的电路板可能镀层退化，这将导致可焊性差和非润湿缺陷的可能性很高。

8。检查焊膏新鲜度

正如我们所见，PCB 上使用的焊膏质量直接影响可焊性和不润湿的可能性。如果您的焊膏老化或过期，请寻找更新鲜的焊膏，以便全面润湿。

9。使用高质量的金属表面处理

由于 PCB 上的金属表面光洁度较差会出现一些非润湿缺陷，因此注意光洁度的质量至关重要。使用耐高温 OSP 是一种可能，另一种是使用化学镀镍浸金 (ENIG)。

10.使用硫酸

如果已经发生不润湿，请使用硫酸去除焊料和氧化物。准备约 2% 浓度的硫酸溶液，将每块有缺陷的板浸入其中几分钟。硫酸会侵蚀电路板上润湿不良的焊料和任何氧化锡或锡迁移区域。完成此操作后，电路板将变得干净并准备好进行第二次回流和重新焊接。

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