PCBA波峰焊“吹孔”、上錫不良，別再怪助焊劑了！根本原因是它！

委托方提供了多個(gè)批次的樣品，包括：

• 嚴(yán)重吹孔成品

• 輕微吹孔成品

• 未焊接插件

• PCB光板

• 正常成品

• 助焊劑樣品

到底是助焊劑活性不足？爐溫曲線有盲區(qū)？還是PCB或元器件本身存在“隱形缺陷”？

1.外觀與透視——先看表象，再看本質(zhì)

首先，工程師利用體視顯微鏡對(duì)PCBA吹孔焊點(diǎn)進(jìn)行光學(xué)檢查。

• 嚴(yán)重吹孔成品PCB孔環(huán)周?chē)尸F(xiàn)明顯的潤(rùn)濕不良特征，焊錫未能充分鋪展。

• 輕微吹孔成品焊點(diǎn)發(fā)現(xiàn)輕微吹孔異常。
  

隨后，采用CT斷層掃描技術(shù)對(duì)PCBA吹孔焊點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析。

• 嚴(yán)重吹孔成品焊點(diǎn)內(nèi)部局部無(wú)焊錫填充。

• 輕微吹孔成品焊點(diǎn)內(nèi)部存在較大空洞，空洞分布位置無(wú)明顯規(guī)律性。

上述分析確認(rèn)，該缺陷源于焊料與焊盤(pán)/引腳之間未能形成良好的冶金結(jié)合，而非單純的工藝參數(shù)波動(dòng)。

2.問(wèn)題成品解剖——先看“傷口”長(zhǎng)什么樣

隨后，工程師采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)PCBA吹孔焊點(diǎn)表面進(jìn)行放大觀察。

• 嚴(yán)重吹孔成品孔環(huán)附近存在助焊劑殘留。

• 輕微吹孔成品孔邊緣檢出含溴（Br）、氯（Cl）等元素的點(diǎn)狀異物。
  

將PCBA吹孔焊點(diǎn)切開(kāi)后，通過(guò)金相顯微鏡與SEM進(jìn)行內(nèi)部觀察：

• 合金化異常： 吹孔焊點(diǎn)通孔側(cè)局部鍍層存在明顯合金化現(xiàn)象，拐角處尤為嚴(yán)重，呈現(xiàn)典型的潤(rùn)濕不良特征。

• 鍍層結(jié)構(gòu)缺陷： 金相顯微鏡下可見(jiàn)部分區(qū)域鍍層發(fā)黑，甚至出現(xiàn)局部缺失。

• 元素異常： 能譜分析（EDS）顯示，發(fā)黑區(qū)域檢出異常硫元素（S）及較高含量的氧元素（O）。

綜上，問(wèn)題焊點(diǎn)的PCB側(cè)鍍層存在先天性缺陷，主要表現(xiàn)為合金化異常與含硫污染物殘留。

為追溯缺陷根源，工程師對(duì)未焊接的插件引腳與PCB光板分別進(jìn)行了系統(tǒng)性分析。

• 插件引腳分析： 掃描電鏡（SEM）觀察顯示，引腳表面僅存在少量可清洗的點(diǎn)狀污染物，未見(jiàn)明顯異常；隨后的可焊性測(cè)試進(jìn)一步證實(shí)：在標(biāo)準(zhǔn)浸錫條件下，引腳表面潤(rùn)濕性良好，未出現(xiàn)上錫不良現(xiàn)象；據(jù)此，插件引腳作為失效主因的可能性被排除。

• PCB光板分析： 表面分析表明，PCB孔環(huán)錫層存在明顯的合金化現(xiàn)象；更為關(guān)鍵的是，通孔拐角處檢測(cè)出含硫（S）污染物，個(gè)別區(qū)域還檢出氯（Cl）元素；且不良率越高的PCB板，其合金化區(qū)域范圍越廣，呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。

為進(jìn)一步探明內(nèi)部結(jié)構(gòu)，工程師對(duì)PCB光板進(jìn)行了剖面分析。

• 分析結(jié)果顯示：通孔內(nèi)部鍍層均勻性較差，局部存在嚴(yán)重合金化，甚至出現(xiàn)鍍層發(fā)黑、局部缺失等結(jié)構(gòu)異常；在發(fā)黑區(qū)域，同時(shí)探測(cè)到高含量的氧（O）與異常元素硫（S）。

4.可焊性驗(yàn)證——對(duì)照實(shí)驗(yàn)一錘定音

為驗(yàn)證上述發(fā)現(xiàn)與吹孔缺陷的因果關(guān)系，工程師依據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PCB光板進(jìn)行了邊緣浸焊測(cè)試。

• 測(cè)試結(jié)果與失效分析高度吻合：浸焊后，PCB孔內(nèi)出現(xiàn)大小不一的空洞，且空洞位置的鍍層成分恰為前期檢出的硫、氧等元素；作為對(duì)照，插件引腳在同等條件下順利通過(guò)測(cè)試。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“先天不足（鍍層合金化）+后天污染（含硫物質(zhì)）”，共同導(dǎo)致了焊點(diǎn)在波峰焊過(guò)程中“焊不上去”，甚至產(chǎn)生吹孔。

1. 內(nèi)因——PCB鍍層質(zhì)量缺陷：PCB通孔鍍層（HASL工藝）存在嚴(yán)重的合金化異常。這使得鍍層表面失去了應(yīng)有的可焊性，變得難以被焊料潤(rùn)濕。尤其是在通孔的拐角處，合金化最為嚴(yán)重，成為潤(rùn)濕失敗的“重災(zāi)區(qū)”。

2. 外因——污染物的“臨門(mén)一腳”：PCB通孔鍍層結(jié)構(gòu)存在異常（顏色發(fā)黑），并檢測(cè)到了含硫（S）、氧（O）等異常元素。硫化物是典型的可焊性殺手，它會(huì)嚴(yán)重阻礙焊料的鋪展，導(dǎo)致在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體，形成吹孔或空洞。

1. 嚴(yán)控源頭：PCB供應(yīng)商在制造過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制PCB焊盤(pán)及通孔鍍層的質(zhì)量。特別是對(duì)于HASL工藝，要優(yōu)化制程參數(shù)，避免因金屬間化合物過(guò)度生長(zhǎng)導(dǎo)致的“鍍層合金化”問(wèn)題。

2. 排查污染源：立即排查PCB通孔表面含硫（S）污染物的來(lái)源。是PCB制造過(guò)程中的殘留（如某些清洗劑、助焊劑殘留），還是來(lái)料儲(chǔ)存環(huán)境所致？找到源頭并切斷它，是徹底解決問(wèn)題的關(guān)鍵。