**不润湿是指焊料未能附着于其接触表面的全部或部分区域。退润湿是指焊料先铺展到表面,之后又从表面退缩。**两者都可能留下外观不规则的焊点,但描述的是不同的工艺历史;通常仅凭焊后照片无法确定该历史。
首先确认焊料在哪个位置缺失、该处原本应是什么可焊材料,以及焊点是否获得了足够的热量、焊料和活性助焊剂。然后比较受影响位置和未受影响焊点以及保留材料,再决定测试或返修方法。目视症状是开展调查的理由,并不自动判定板件表面处理、元件或组装工艺有问题。
本文重点讨论如何解读组装焊点上的现象。有关测试方法和验收规划,请参阅PCB 可焊性测试;有关熔化不足、温度曲线和相关工艺缺陷,请参阅回流焊接。
焊点处的润湿是什么意思
润湿是指熔融焊料接触适当表面、铺展并与表面形成界面的过程。可靠的焊点必须在焊盘和端头的规定区域形成适当界面。结果取决于材料和工艺:表面状态、助焊剂作用、温度、暴露时间和焊料供应量都很重要。
有用的观察不只是“焊料看起来暗淡”或“能看到金属”,而是要记录具体涉及哪个表面:
- PCB 焊盘或镀覆通孔孔壁。
- 元件引脚或端头。
- 靠近阻焊层的区域。
- 原本就不要求焊料覆盖的区域。
在图像中,焊盘表面处理、元件端头和焊料合金的外观可能很难区分。照明、残留物和观察角度也可能模糊边界。解读现象前,应先确认材料和预期可焊区域。
不润湿:未能附着于已接触的表面
不润湿是指焊料未能附着于最初接触的表面,可以发生在相关区域整体,也可以仅发生在局部。焊料可能看起来缩聚到未能附着区域旁边,或焊点一侧覆盖不完整。
可能的影响因素包括:
- 焊盘或端头氧化或污染。
- 可焊表面不适用或已经劣化。
- 受影响位置的助焊剂供给不足或活性不够。
- 接触焊料前,工艺暴露使表面未得到充分保护。
- 局部热条件未能促成预期的焊接作用。
这些都是待验证的假设,不能仅凭外观下结论。例如,不同元件类型的焊盘上反复出现相同模式,所需调查就与仅出现在某一批元件端头上的模式不同。两种模式都不能单独证明原因。
退润湿:焊料先铺展后退缩
退润湿描述的是一个过程:焊料最初铺展,随后从部分已润湿区域退缩。因此,调查需要有关工艺历史的证据,而不能只看最终形状。
ALPHA Wave Soldering Troubleshooting Guide 在波峰焊背景下描述:不润湿会留下暴露的基底金属,而其退润湿描述包括留下薄焊料膜且基底金属未暴露。ZVEI 的 Guidelines for Long-Term Storage 第 4.7 节也讨论了焊料从最初润湿区域退缩以及不可焊区域。
这些描述有参考价值,但不是通用的目视通过/失败规则。术语、薄膜的解释、暴露金属的处理和验收都取决于指定的标准、版本以及测试或检验方法。成品焊点看似有薄膜,本身不能证明焊料曾经铺展后又退缩;同样,可见金属也不能自动证明发生了不润湿。
更有力的证据可能来自有记录的工序内观察,或在已知条件下精心设计的对照试验。即便如此,也应将结果与正在调查的产品和工艺联系起来,而不要假定它代表整个批次的每个焊点。
将润湿症状与其他焊点缺陷区分开
覆盖不足并不一定是表面润湿失败造成的。在贴上润湿标签前,应检查以下其他可能性:
- 熔化不足或局部热量不足: 某个焊点的焊膏或焊料可能未达到所需熔融状态。应根据工艺要求,将该处实际热暴露与附近焊点比较。冷焊外观是一种症状,并非完整的根因诊断。
- 焊料量不足: 焊膏沉积不良、缺少预成型焊料或焊料供给不足,可能造成焊点偏小,即使已有焊料正常润湿。应同时查看沉积记录、焊点设计和成品外观。
- 工艺暴露过度或不均匀: 焊料接触焊点之前,热量和时间可能已经影响表面和助焊剂。这与简单地说焊点“太冷”不同。
- 设计或几何影响: 焊盘几何形状、端头形状、阻焊对位和局部热容量都可能改变焊料供给方式及预期铺展位置。
不要把接触角、颜色、光泽或可见金属当作通用验收测试。应对实际焊点类型应用产品约定的工艺标准和版本。如果沉积和焊膏状态属于调查范围,焊膏指南可提供相关背景。
实用决策表
| 观察或证据 | 可能说明什么 | 下一项检查(不是自动结论) |
|---|---|---|
| 多种元件类型的 PCB 焊盘上都有覆盖不完整 | 电路板共用表面、局部工艺暴露或助焊剂供给问题 | 按板件批次和位置绘制受影响焊盘分布;检查保留板并比较工艺记录 |
| 多块板上只有一种元件的端头覆盖不完整 | 端头材料或处理问题,或与几何形状有关的工艺问题 | 追溯元件批次和存储历史;如有保留材料,比较同一位置和元件类型 |
| 经记录的助焊剂或工艺变更后多个位置覆盖不良 | 应复核助焊剂供给、活性或暴露情况 | 比较实际设定、材料和记录条件;确认是否还有其他变量同时变化 |
| 焊膏明显未聚合,或局部焊点有熔化不足证据 | 局部热传导或温度曲线暴露可能不足 | 复核有代表性的温度曲线和传感器位置;将可疑焊点与相邻焊点比较 |
| 焊点偏小,但可见焊料似乎已经附着 | 焊料供给或沉积可能不足 | 复核焊膏沉积、贴装、焊盘设计和相关检验记录 |
| 在有记录的条件下观察到焊料铺展后退缩 | “退润湿”可能是对观察到过程的可信描述 | 确认表面、助焊剂、温度和时序;与适用规范比较 |
| 只有工序后的图像 | 图像能证明外观,但未必能证明润湿过程 | 在归因前保留组装件并收集材料和工艺历史 |
该表用于指导下一步调查,不能替代验收标准。一个焊点可能涉及多个因素,例如表面状态临界与局部工艺条件共同作用。
按保留证据的顺序调查
1. 返修前隔离并记录
按项目隔离流程放置可疑物料,并记录其标识和数量。用适当放大倍率拍摄有代表性的焊点,包括受影响和未受影响的示例。记录板件方向、元件位号、焊盘或引脚位置、批次标识以及焊点周围的阻焊状态。
尽可能保留有代表性的组装件、未使用板件、元件和相关材料样品。不要为了让初检更容易而刮除阻焊层或以其他方式改变样品;其状态和位置可能与调查有关。
清洗、烘烤或再次回流都会改变证据。不要把其中任何一种作为一概适用的第一反应。只有在相关各方评审失效情况、材料限制以及拟议的调查或返修计划后,才决定是否适用。
2. 标绘分布情况
建立焊点级记录,而不是只统计失效板件数量。记录现象是否跟随以下因素:
- 某个板件批次、拼板位置或焊盘类型。
- 元件类型、端头样式或元件批次。
- 元件某一侧或组装件上的特定位置。
- 某个生产班次、材料变更或工艺时段。
- 特定助焊剂、焊膏或焊接操作。
也应记录外观正常的部分。有效对照需要具有可比性的焊点设计、检验条件和验收定义。如果所有可疑焊点都集中在板上某个区域,局部热容量或工艺可达性的重要程度可能不亚于来料。
3. 复核现有历史记录
收集能够区分材料状态和工艺暴露的记录:板件表面处理及批次、元件端头及批次、存储和处理历史、焊膏或助焊剂标识以及相关工艺记录。如果用回流曲线作为证据,应检查测量位置是否代表可疑区域,以及该次运行是否与所调查组装件相关。
对于波峰焊,除焊料接触条件外,还应复核实际助焊剂施用和工艺顺序。对于回流焊,应同时检查焊膏沉积、局部加热以及表面处理和元件端头状态。相同的最终外观可能由不同的变量组合造成。
PCB 表面处理比较有助于梳理表面处理选择,但仅凭表面处理名称无法确定实际交付批次的状态。
4. 有针对性地比较和测试
选择测试时,应明确它要回答的问题。例如,按照约定的可焊性方法比较保留的板材或元件引脚,检查焊膏沉积,复核有代表性的温度曲线,或检查选定焊点的横截面。
对保留材料进行可焊性测试,有助于在指定方法下评估该样品,但不会自动复现原组装操作。切片可以揭示成品焊点的某些特征,但通常无法单独证明焊料是否曾先铺展后退缩。破坏性检验还会消耗证据,因此应事先商定样品选择和授权。
单独的电气导通测试不能代替约定的目视和工艺评估。同样,应根据检验工具能够回答的问题选择成像或其他检验方法,而不要假设一种方法就能识别原因。相关检验事项请参阅PCB 检验。
如何解读小规模比较
假设检验发现 A 批次 24 个焊点中有 12 个可疑,B 批次 24 个焊点中有 2 个可疑:
- A 批次:12 ÷ 24 = 0.50 = 50%
- B 批次:2 ÷ 24 = 0.0833… = 8.3%,四舍五入至小数点后一位
两个组检验的焊点数量相同,因此观察到的比例易于比较。这些计数不能证明 A 批次导致了缺陷。
要让比较结果有助于调查,应记录焊点类型、抽检板件、检验标准和生产条件。同一组装件上的焊点可能共用材料和工艺暴露,不一定是相互独立的样本。如果两个批次在不同时间组装,或使用不同元件、温度曲线或操作人员,这些差异也可能产生影响。这只是待调查的观察结果,并非受控试验。
分配责任并确定放行标准
有效调查应明确每项记录和决定由谁负责,但不要预设特定一方导致了问题。
- 产品责任方或工程团队确定受影响功能、已批准设计、适用验收标准及版本,并明确处置授权方。
- 组装方提供受影响生产批次的可用组装和工艺记录,识别可用的保留材料,并参与约定的调查或返修计划。
- 电路板和元件供应商提供相关材料标识,以及所供应批次可获得的制造或处理信息。
- 各方共同商定样品选择、任何外部测试、结果解释、纠正措施和放行方式。
物料放行或申请新生产前,应在记录或询价资料中写明以下字段:
- 组装件料号和版本;受影响的板件、元件及材料批次标识。
- 焊点位置、检验数量和可疑数量,以及有代表性的照片。
- 要求执行的验收标准、版本、焊点类别或其他适用产品标准。
- 板件表面处理和元件端头要求,包括任何约定的存储与处理控制。
- 焊料合金、焊膏或助焊剂要求,以及适用焊接工艺。
- 可用工艺历史,以及各项拟议测试具体需要回答的问题。
- 样品所有权、破坏性测试授权、返修限值和处置授权方。
- 关闭问题所需的证据以及需要批准放行的人员。
申请新组装时,应一并提供设计文件和适用制造信息,以及任何已知的润湿问题。HilPCB 的SMT 组装服务可能与项目相关;具体调查、检验、测试和返修责任应在项目协议中确定。可使用询价请求分享生产要求,或联系 HILPCB讨论证据和预期工作范围。
常见问题
仅凭照片能区分不润湿和退润湿吗?
照片可以显示最终覆盖模式,但通常无法证明焊料是否曾经铺展后又退缩。应使用工序观察和其他证据调查过程。
暴露金属是否总意味着焊点不合格?
不是。应先识别暴露材料和预期可焊区域,再对该焊点和产品应用指定验收标准。外观本身不是通用规则。
冷焊点和不润湿是一回事吗?
不是。冷焊外观可能与熔化或热量不足等情况相关。不润湿描述的是未能附着于已接触表面的现象;调查时应考虑两种可能。
是否应该立即清洗并再次回流可疑组装件?
不应一概如此。清洗或重新加热可能改变证据,也可能影响组装件。应先隔离样品并商定调查和返修计划。
可焊性测试能证明组装时发生了什么吗?
不一定。它按照指定方法评估选定材料。得出结论前,应比较其条件和样品历史与原始生产过程。
