深圳市托普科实业有限公司
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SMT回流焊焊点暗淡是电子组装中常见的外观现象,其特征是焊点表面失去光泽,呈现粗糙、颗粒状或灰暗的形态。这并非一个单纯的审美问题,其本质是焊点内部微观结构的直观反映。
一、核心机理:冷却速度与晶粒结构
焊点暗淡的根本原因,在于焊料从液态凝固时的冷却速度。当冷却速度较快时,焊料合金中的原子来不及有序排列,形成大量细小的晶粒。这些微晶粒对光线的反射方向多样,宏观上便呈现出光亮、平滑的外观。反之,若冷却过程缓慢,原子有充足的时间迁移和排列,会形成粗大的晶粒结构。粗大晶粒的晶界明显,对光线的漫反射增强,从而导致焊点表面看起来暗淡无光。
二、成因分析:材料与工艺的双重影响
导致冷却过慢及焊点暗淡的具体原因可分为两类:
(一)材料因素:
1、焊料本身:使用过期、氧化或受污染的焊膏或焊锡丝,其合金成分或助焊剂已变质。
2、基板与元件:PCB焊盘的电镀层(如ENIG、HASL)或元件引脚的电镀层(如锡镀层)中含有超标的杂质(如磷、铋等),会干扰正常焊接的冶金反应。
(二)工艺因素(尤指回流焊):
1、冷却速率不足:这是最主要的工艺原因。回流焊炉的冷却区风速或冷却能力设置不当,无法使焊点在离开液相线后快速通过固态凝固区。
2、热工艺不当:过高的峰值温度或过长的液相线以上时间,同样会加剧焊料氧化和晶粒粗化。
三、影响与核心处理原则:为何“修饰”是禁忌
需要明确的是,一个因正常冷却缓慢而形成的暗淡焊点,其机械强度在初期通常是符合要求的。真正的风险在于对此现象的错误处理。
绝对禁止为了追求外观光亮,而使用烙铁对已凝固的焊点进行二次加热或“修饰”。这一操作相当于对焊点进行了一次局部的、非受控的退火处理,会剧烈加速焊料与焊盘铜层之间脆性的金属间化合物 的生长。过厚的IMC层会显著降低焊点的机械强度和抗疲劳能力,使其在振动或冷热循环中更容易开裂,其对可靠性的致命损害远远超过暗淡外观所带来的任何微小强度增益。
当焊点出现大面积暗淡时,应将其视为一个工艺预警信号。正确的应对之策是系统性地回溯和优化工艺:检查回流焊的冷却曲线、验证温度 profile、确认物料状态及可焊性。而针对单个焊点,只要其润湿良好、形状完整且功能正常,就应接受其暗淡状态,将可靠性置于外观之上。