深圳市特普科电子设备有限公司
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在 SMT 加工的奇妙世界里,吹孔是一种较为常见却又不容忽视的现象。当我们进行细致观察时,会发现它有着独特的外观特征。在波峰焊的焊点表面,吹孔就像一个个显眼的 “小黑洞”,呈现出不规则的形状 ,且孔口边缘往往带有向外的锯齿形翻边,仿佛是被一股强大的力量瞬间冲破后留下的痕迹。这种现象在 10 倍显微镜下更是清晰可见,那些粗糙的边缘和不规则的孔洞,让人不禁好奇是什么导致了它们的出现。
而在不同的焊接场景中,吹孔的表现形式也各有不同。在 BGA 回焊时,锡球表面可能会出现针状的微小孔洞,如同被针尖轻轻刺过;也可能出现较大的圆形陷坑状,好似锡球内部遭受了某种 “侵蚀” 。这些吹孔或深或浅,或大或小,对焊接质量有着不可小觑的影响。
在无铅波焊中,吹孔的出现不仅与 PCB 的钻孔、PTH 等制程紧密相关,还与板材、波焊参数、助焊剂以及元件插脚等因素有着千丝万缕的联系。不同的板材,其特性各异,吸湿性强的板材在焊接过程中,可能会因释放出湿气而引发吹孔;波焊参数设置不当,比如预热温度和时间不合适,会导致板子受热不均匀,从而为吹孔的产生创造条件;助焊剂的配方不稳定、喷头口径和压力不合适,或者助焊剂残留过多,都可能成为吹孔出现的 “导火索”;元件插脚与 PCB 孔的配合不佳,在插件时破坏了孔的内壁,也会增加吹孔出现的风险 。 总之,吹孔现象在 SMT 加工的不同环节中以独特的面貌呈现,给生产带来了诸多挑战,亟待我们深入探究其背后的原因,从而找到有效的解决办法。
在 PCB 加工的初始阶段,钻孔工序起着举足轻重的作用。当使用的钻头较为钝时,就如同用一把钝化的刀具切割物品,会导致钻孔后的孔表面粗糙不堪 。以某电子制造企业为例,在一次大规模生产中,由于未及时更换磨损的钻头,生产出的 PCB 板中,有超过 20% 的焊点出现了吹孔现象。后续的电镀环节也深受影响,粗糙的孔壁使得电镀后孔壁极易出现小孔。这些小孔看似微不足道,却如同隐藏在暗处的 “定时炸弹”,在焊接的高温环境中,水汽会迅速在其中膨胀,产生强大的高压,最终冲破焊锡,形成令人头疼的吹孔。
电镀质量同样是影响吹孔出现与否的关键因素。若电镀质量差,焊接孔内壁可能会出现大小不一的孔。这些孔会成为水汽的理想藏匿之所,在焊接时引发吹孔现象。据相关数据统计,在因电镀质量问题导致的焊接缺陷中,吹孔问题占比高达 30%。
PCB 板在加工前的存储环境至关重要。一旦其处于潮湿的环境中,就如同一块干燥的海绵,会迅速吸收大量水分。在潮湿季节,不少 PCBA 贴片代加工厂就深受其扰。例如,在某南方城市的加工厂,由于夏季雨水较多,空气湿度长期维持在 80% 以上,未做好防潮措施的 PCB 板在加工时,大量出现吹孔缺陷。这是因为在焊接的高温作用下,板材中的湿气会迅速膨胀,产生强大的气压,将原本应该填充在孔中的熔锡吹出,冷却后便留下了吹孔。
此外,潮湿天气对线路板制造和 SMT 存储都存在很大危害。像柔性线路板的基材覆盖膜由铜箔、AD 热固胶和聚酰亚胺组成,其中聚酰亚胺具有较强的吸水特性,在潮湿天气中容易吸收空气水分,导致材料涨缩,这无疑增加了出现吹孔的风险 。
在无铅波焊中,板材的特性对吹孔的产生有着不可忽视的影响。不同的板材,其吸湿性、硬度和脆性等特性各异。吸湿性强的板材,在焊接过程中会释放出大量湿气,从而引发吹孔 。而一些硬度和脆性较大的板材,对钻针的磨损较大,这会导致钻孔后的孔壁粗糙,为吹孔的形成埋下隐患。
助焊剂在焊接过程中扮演着重要角色,但如果其配方不稳定、喷头口径和压力不合适,或者助焊剂残留过多,都可能导致吹孔的产生。以某工厂为例,在更换了助焊剂的供应商后,由于新助焊剂的配方与原工艺不匹配,吹孔问题频繁出现,产品的不良率从原来的 5% 飙升至 15%。
孔壁粗糙也是吹孔形成的重要原因。在机械钻孔过程中,若为赶产量而设置不当的钻孔参数,在强大的机械切削力下,孔壁中的玻纤和树脂会出现较大的分裂和缺口,经过除胶后,孔壁上会形成过大的凹陷和空隙。在 PTH 和电镀后,镀铜层无法紧密附着,从而引发许多微小的破洞,并且深藏残液。这些问题在后续的波焊过程中,自然不可避免地会导致吹孔问题的出现 。
吹孔的出现绝非小事,它就像隐藏在电子产品内部的 “定时炸弹”,对产品有着诸多不良影响。最为直观的便是导致上锡不饱满等不良情况。在某电子产品生产线上,因吹孔问题导致的上锡不饱满,使得电路板的外观大打折扣 。原本应该光滑、均匀的焊点,变得坑坑洼洼,就像布满了 “麻子”,这不仅影响了产品的美观度,还可能让客户对产品质量产生质疑。
从性能方面来看,吹孔的危害更是不容小觑。当焊点出现吹孔时,其连接的可靠性会大幅降低。在电子产品的使用过程中,随着时间的推移和环境的变化,这些有吹孔的焊点可能会逐渐松动,甚至出现断路的情况。例如,在一些需要长时间运行的电子设备中,如服务器、通信基站设备等,由于焊点吹孔导致的故障时有发生,严重影响了设备的正常运行,甚至可能引发整个系统的瘫痪。
对产品的可靠性而言,吹孔也是一个极大的威胁。以汽车电子为例,汽车在行驶过程中会面临各种复杂的环境,如高温、震动、潮湿等。如果汽车电子设备中的电路板存在吹孔问题,在这些恶劣环境的影响下,焊点可能会进一步恶化,从而导致设备出现故障。这不仅会影响汽车的性能,还可能对驾驶员和乘客的生命安全构成威胁 。在航空航天领域,电子产品的可靠性更是关乎生死存亡。任何一个微小的吹孔都可能在极端环境下引发严重的问题,导致飞行器出现故障,后果不堪设想。 总之,吹孔对产品的影响是全方位的,从外观到性能,再到可靠性,都可能因吹孔而遭受严重的损害,因此必须引起我们的高度重视 。
电镀环节同样不容忽视。严格把控电镀的各项参数,如电镀时间、电流密度等,确保焊接孔内壁的质量。只有保证电镀质量,才能有效减少孔内壁的小孔,从而降低吹孔出现的风险。同时,加强对电镀后产品的检测力度,采用高精度的检测设备,如电子显微镜等,对孔内壁进行细致检查,及时发现并处理存在的问题 。
生产环境对 SMT 加工的影响不容小觑,尤其是湿度和烘烤条件。在潮湿的环境中,PCB 板就像一块吸水海绵,会大量吸收水分。因此,要严格控制生产车间的湿度,将其保持在 40% - 60% 的范围内。可以通过安装除湿设备,如除湿机等,实时调节车间的湿度 。在某电子制造工厂,通过安装智能除湿系统,根据车间湿度的变化自动调节除湿量,使得因湿度问题导致的吹孔现象减少了 50%。
对于 PCB 板和贴片元器件,在使用前进行充分的烘烤是必不可少的步骤。将它们放入烘箱中,在 125℃的温度下烘烤 5 小时左右,能够有效去除其中的水分。这样一来,在焊接过程中,就可以避免因水汽膨胀而产生吹孔 。在实际操作中,要注意烘烤的时间和温度的控制,避免因过度烘烤而损坏元器件。同时,要建立完善的烘烤记录制度,对每一批次的烘烤情况进行详细记录,以便追溯和分析 。
焊接工艺参数的合理调整,是减少吹孔的关键环节。在波焊过程中,预热温度和时间的设置至关重要。良好的预热能够使板子底面达到 130°C,顶面达到 110°C 左右,这样可以保证焊锡顺利上到孔顶。同时,要严格控制无铅波焊的时间和温度,更高温度可达 270°C,预热后的 PCB 板从前而的突波与后继的平波总共接触滚烫的熔锡时间一般为 4 - 6 秒。通过的温度和时间控制,确保板子受热均匀,从而减少吹孔的产生 。
助焊剂的使用也需要谨慎对待。选择质量稳定、配方合理的助焊剂,并严格控制喷头的口径和压力,确保助焊剂均匀喷涂。同时,要避免助焊剂残留过多,在焊接完成后,及时进行清洗,去除多余的助焊剂 。在某工厂的生产实践中,通过优化助焊剂的使用,将吹孔问题的发生率降低了 20%。
元件插脚与 PCB 孔的配合也会影响吹孔的出现。确保元件管脚和 PCB 孔为紧配合,在插件时要小心操作,避免破坏孔的内壁。可以采用自动化的插件设备,提高插件的精度和稳定性,减少因人为操作不当而导致的吹孔问题 。
总之,通过优化 PCB 加工流程、控制生产环境条件以及调整焊接工艺参数等一系列措施,我们能够有效地减少 SMT 加工中吹孔现象的出现,提高产品的质量和可靠性 。在实际生产中,我们要不断总结经验,持续改进工艺,为电子制造行业的发展贡献自己的力量 。
吹孔现象在 SMT 加工中犹如隐藏在暗处的 “敌人”,对产品质量有着不可忽视的影响。从 PCB 加工环节的缺陷,到板材吸潮,再到无铅波焊中的复杂因素,每一个环节都可能成为吹孔产生的 “导火索”。而吹孔一旦出现,不仅会影响产品的外观,还可能导致性能下降,甚至危及产品的可靠性 。
展望未来,随着科技的不断进步,SMT 加工技术也将持续创新。在 PCB 加工方面,更先进的钻孔技术和电镀工艺将不断涌现,进一步提高 PCB 的质量,减少因加工环节导致的吹孔问题。例如,采用激光钻孔技术,能够实现更精准的钻孔,减少孔壁的粗糙度,从而降低吹孔的风险 。在生产环境控制上,智能化的湿度和温度控制系统将更加普及,确保生产环境始终处于更佳状态,为 SMT 加工提供稳定的条件 。焊接工艺也将不断优化,通过引入更先进的焊接设备和技术,控制焊接参数,提高焊接质量,减少吹孔的产生 。
作为 SMT 工程师,我们肩负着重要的责任。在实际工作中,要不断积累经验,深入研究吹孔问题,持续优化工艺,严格把控每一个环节,以确保产品质量。相信在我们的共同努力下,SMT 加工技术将不断完善,吹孔问题将得到更有效的解决,为电子制造行业的发展注入强大的动力 。
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