在工业控制、智能能源、边缘计算、安防通信等对设备可靠性要求极高的领域,一块电路板的功能是否稳定,往往不取决于设计多先进,而在于贴片焊接是否真正可靠

很多工程师在产品试产阶段常遇到类似问题:

  • 板子上电后部分模块间歇性失灵;
  • 高温环境下运行几小时就死机;
  • 出厂测试全OK,现场部署后批量返修……

这些问题的根源,常常隐藏在SMT贴片加工的焊接环节——看似“焊上了”,实则存在虚焊、空洞、冷焊、离子残留等隐患。

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作为深耕电路板贴片加工多年的制造方,我们希望通过本文,系统梳理SMT焊接过程中的五大关键控制点,帮助硬件工程师、项目经理和采购决策者更科学地评估一家SMT加工厂的真实能力。

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一、锡膏印刷:焊接质量的“第一道闸门”

一、锡膏印刷:焊接质量的“第一道闸门”

锡膏是SMT焊接的“血液”。印刷不均,后续所有工序都可能失效。

常见风险:

  • 钢网开孔过大 → 锡量过多 → 桥接短路;
  • 开孔过小或堵塞 → 锡量不足 → 虚焊、立碑;
  • 印刷偏移 → 焊盘覆盖不全 → BGA/QFN底部空洞率飙升。

专业做法:

  • 使用激光切割钢网,精度达±5μm;
  • 对0.4mm以下pitch的BGA、QFN器件,采用阶梯钢网或纳米涂层技术;
  • 配备SPI(锡膏厚度检测仪),100%在线检测体积、面积、高度,并自动反馈校正印刷参数。

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提示:不要只看“有没有AOI”,先问“有没有SPI”——印刷缺陷若未在前端拦截,后期AOI很难100%检出。
二、贴片精度:微小元件不容“差不多”

二、贴片精度:微小元件不容“差不多”

现代工业主板大量使用0201(0.6×0.3mm)甚至更小的阻容件,以及QFN、LGA、BGA等无引脚封装。这些器件对贴装位置极其敏感。

关键指标:

  • 贴片机重复精度需≤±25μm;
  • 视觉系统需支持异形元件、黑色本体元件识别;
  • 吸嘴磨损需定期更换,避免吸力不足导致抛料或偏移。

一旦贴偏超过焊盘1/3,回流时极易因表面张力失衡导致立碑(Tombstoning)偏位虚焊,尤其在双面回流时风险更高。

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三、回流焊接:温度曲线决定焊点寿命

三、回流焊接:温度曲线决定焊点寿命

回流焊不是“加热—冷却”那么简单。一块多层厚铜板与一块普通FR-4板,所需的热输入完全不同。

典型问题:

  • 升温过快 → 锡膏飞溅、元件爆裂;
  • 保温不足 → 助焊剂未充分活化 → 润湿不良;
  • 冷却过慢 → 晶粒粗大 → 机械强度下降。

工艺要点:

  • 每款产品独立设定温度曲线,不可“一套参数打天下”;
  • 对含大铜皮、金属基或厚板(≥2.0mm)的PCB,需延长预热时间,平衡热梯度;
  • 无铅焊接(如SAC305)峰值温度通常为240–250℃,时间控制在30–60秒,避免元器件热损伤。

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建议:要求SMT厂提供该型号产品的实测回流曲线报告,这是判断其工艺严谨性的直接证据。
四、焊接缺陷检测:不能只靠“肉眼+AOI”

四、焊接缺陷检测:不能只靠“肉眼+AOI”

AOI(自动光学检测)能发现大部分表面缺陷,但对BGA、QFN等底部焊点完全“看不见”。

必须补充的手段:

  • X-ray检测:用于观察BGA焊球是否连锡、空洞率是否超标(工业级通常要求<25%);
  • 切片分析(可选):对高可靠性项目,可做金相切片验证焊点内部结构;
  • 功能测试(FCT):模拟真实工作状态,暴露间歇性接触不良。

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很多“出厂OK、现场失效”的问题,正是因为跳过了X-ray或老化测试环节。
五、长期可靠性:焊接只是起点,清洁与防护同样关键

五、长期可靠性:焊接只是起点,清洁与防护同样关键

即使焊点外观完美,若残留大量助焊剂离子,在高温高湿环境下会引发电化学迁移(ECM),导致枝晶生长→短路→烧毁

可靠性保障措施:

  • 对有清洗要求的板卡,执行水清洗或半水清洗,并按IPC-TM-650标准做离子污染测试
  • 若采用免清洗工艺,需选用低残留、高绝缘阻抗的锡膏,并确保回流充分;
  • 全流程实施ESD防护,避免静电击穿敏感IC。

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结语:选择SMT厂,本质是选择“焊接可靠性”的保障体系

结语:选择SMT厂,本质是选择“焊接可靠性”的保障体系

电路板贴片加工焊接,从来不是“机器自动完成就万事大吉”。它需要设备精度、工艺经验、过程数据和质量意识的深度融合。

真正专业的SMT贴片加工企业,会主动向您提供:

  • SPI与AOI检测报告
  • X-ray图像(如含BGA)
  • 回流焊温度曲线
  • 清洁度或离子残留数据(如适用)
  • 完整的批次追溯信息

这些不是“增值服务”,而是工业级PCBA制造的基本底线

如果您正在为产品稳定性、量产良率或现场返修率困扰,不妨从审视当前的SMT焊接流程开始——因为很多时候,问题不在设计,而在制造。