PCBA波峰焊“吹孔”、上錫不良，別再怪助焊劑了！根本原因是它！

發布時間： 2026-03-25 00:00

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“這批板子的波峰焊良率，怎么突然掉了5%？”

這是我們收到的一位客戶的緊急求助。

產線上，一批PCBA產品在波峰焊過程中，插件焊點頻繁出現“吹孔”現象——焊點表面有針孔狀的噴氣痕跡，內部空洞明顯，上錫嚴重不足。

委托方提供了多個批次的樣品，包括：

嚴重吹孔成品
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？還是PCB或元器件本身存在“隱形缺陷”？

為了查明真因，我們為客戶安排了一次全面“體檢”——從外觀檢查到CT斷層掃描，從表面分析到剖面切片，再到可焊性驗證，逐一排查，層層深挖。

1.外觀與透視——先看表象，再看本質

首先，工程師利用體視顯微鏡對PCBA吹孔焊點進行光學檢查。

嚴重吹孔成品PCB孔環周圍呈現明顯的潤濕不良特征，焊錫未能充分鋪展。

嚴重吹孔成品光學檢查典型照片

輕微吹孔成品焊點發現輕微吹孔異常。

輕微吹孔成品光學檢查典型照片

隨后，采用CT斷層掃描技術對PCBA吹孔焊點進行內部結構分析。

嚴重吹孔成品焊點內部局部無焊錫填充。

嚴重吹孔成品CT掃描圖片

輕微吹孔成品焊點內部存在較大空洞，空洞分布位置無明顯規律性。

輕微吹孔成品CT掃描圖片

上述分析確認，該缺陷源于焊料與焊盤/引腳之間未能形成良好的冶金結合，而非單純的工藝參數波動。

2.問題成品解剖——先看“傷口”長什么樣

隨后，工程師采用場發射掃描電子顯微鏡（SEM）對PCBA吹孔焊點表面進行放大觀察。

嚴重吹孔成品孔環附近存在助焊劑殘留。

嚴重吹孔成品表面形貌及EDS成分分析譜圖

輕微吹孔成品孔邊緣檢出含溴（Br）、氯（Cl）等元素的點狀異物。

輕微吹孔成品表面形貌及EDS成分分析譜圖

將PCBA吹孔焊點切開后，通過金相顯微鏡與SEM進行內部觀察：

合金化異常：吹孔焊點通孔側局部鍍層存在明顯合金化現象，拐角處尤為嚴重，呈現典型的潤濕不良特征。

不良焊點切片后金相及SEM+EDS分析結果

鍍層結構缺陷：金相顯微鏡下可見部分區域鍍層發黑，甚至出現局部缺失。

不良焊點切片后金相及SEM+EDS分析結果

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

不良焊點切片后金相及SEM+EDS分析結果

綜上，問題焊點的PCB側鍍層存在先天性缺陷，主要表現為合金化異常與含硫污染物殘留。

3.來料排查——插件“清白”，PCB“露餡”

為追溯缺陷根源，工程師對未焊接的插件引腳與PCB光板分別進行了系統性分析。

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狀污染物，未見明顯異常；隨后的可焊性測試進一步證實：在標準浸錫條件下，引腳表面潤濕性良好，未出現上錫不良現象；據此，插件引腳作為失效主因的可能性被排除。

插件引腳表面形貌及EDS成分譜圖

PCB光板分析：表面分析表明，PCB孔環錫層存在明顯的合金化現象；更為關鍵的是，通孔拐角處檢測出含硫（S）污染物，個別區域還檢出氯（Cl）元素；且不良率越高的PCB板，其合金化區域范圍越廣，呈現明顯的相關性。

PCB光板表面形貌及EDS成分譜圖

為進一步探明內部結構，工程師對PCB光板進行了剖面分析。

分析結果顯示：通孔內部鍍層均勻性較差，局部存在嚴重合金化，甚至出現鍍層發黑、局部缺失等結構異常；在發黑區域，同時探測到高含量的氧（O）與異常元素硫（S）。

PCB光板剖面形貌及EDS成分譜圖

4.可焊性驗證——對照實驗一錘定音

為驗證上述發現與吹孔缺陷的因果關系，工程師依據IPC標準對PCB光板進行了邊緣浸焊測試。

測試結果與失效分析高度吻合：浸焊后，PCB孔內出現大小不一的空洞，且空洞位置的鍍層成分恰為前期檢出的硫、氧等元素；作為對照，插件引腳在同等條件下順利通過測試。

PCB光板浸焊后剖面形貌及EDS成分譜圖

根本原因：

簡單來說，就是“先天不足（鍍層合金化）+后天污染（含硫物質）”，共同導致了焊點在波峰焊過程中“焊不上去”，甚至產生吹孔。

內因——PCB鍍層質量缺陷：PCB通孔鍍層（HASL工藝）存在嚴重的合金化異常。這使得鍍層表面失去了應有的可焊性，變得難以被焊料潤濕。尤其是在通孔的拐角處，合金化最為嚴重，成為潤濕失敗的“重災區”。
外因——污染物的“臨門一腳”：PCB通孔鍍層結構存在異常（顏色發黑），并檢測到了含硫（S）、氧（O）等異常元素。硫化物是典型的可焊性殺手，它會嚴重阻礙焊料的鋪展，導致在焊接過程中產生氣體，形成吹孔或空洞。

改進建議：

嚴控源頭：PCB供應商在制造過程中，必須嚴格控制PCB焊盤及通孔鍍層的質量。特別是對于HASL工藝，要優化制程參數，避免因金屬間化合物過度生長導致的“鍍層合金化”問題。
排查污染源：立即排查PCB通孔表面含硫（S）污染物的來源。是PCB制造過程中的殘留（如某些清洗劑、助焊劑殘留），還是來料儲存環境所致？找到源頭并切斷它，是徹底解決問題的關鍵。