核心在于减少气体来源优化气体排出路径

　　一、 空洞产生的根本原因分析

　　空洞本质是焊接过程中包裹在熔融焊料内的气体，在凝固前未能及时逸出而形成。气体主要来自：

　　锡膏中的挥发物：助焊剂内的溶剂、活化剂分解物。

PCB/元件焊盘：表面处理层（如OSP、化金）受热释放的气体，或焊盘微孔中的湿气。

焊料本身：熔融时溶解的气体。

对于“模块”类器件（如BGA、QFN），其结构特点（大面积、多引脚、中央散热焊盘）使得气体更难排出，空洞问题尤为突出。

　　二、 系统性改善方案：从“源头”到“出口”的全流程控制

　　改善空洞需要遵循 “4M1E”（人、机、料、法、环）的分析方法。

　　1.材料控制

　　选择“低空洞”专用锡膏：向供应商明确提出低空洞要求。这类锡膏的助焊剂系统经过优化，出气速率平缓，且能形成利于气体排出的表面张力。

　　严格管控锡膏存储与使用：冷藏与回温：必须遵守“冷藏->充分回温（4-8小时）->搅拌”的流程。未充分回温的锡膏会吸收冷凝水，在回流时剧烈汽化产生大量空洞。

　　环境控制：车间温湿度应控制在规定范围（如22-28°C， 40-60%RH），防止锡膏吸潮。

　　2. 钢网设计优化（最关键的措施之一）

　　对于有中央散热焊盘的模块，钢网设计是决定性因素。

　　增加锡膏量：适当加大钢网开口，增加锡膏印刷体积，为气体逸出创造更多空间。但需平衡，以防桥连。

　　网格化/分割化开口：对于QFN/LGA的中央大焊盘，切忌使用一整块开口。应采用 “网格阵列” 或 “十字分割” 等设计，将大焊盘分割成多个小区域。这能打破锡膏的“密封效应”，为气体提供逸出通道。

　　阶梯钢网：对于混装板（有大型模块和细小元件），可在模块对应区域使用局部加厚的阶梯钢网，以增加该区域的锡膏量。

　　保持钢网清洁：定期、彻底地清洁钢网底部和开口，防止残留锡膏堵塞排气通道。

　　3. 印刷与贴装工艺

　　保证印刷质量：印刷厚度均匀、轮廓清晰，无少锡、拉尖。不良的印刷形状会影响熔融焊料的流动和气体排出。

　　优化贴装压力与精度：过大的贴装压力会将锡膏过度挤压，可能堵塞预制的排气通道（如网格开口的缝隙）。

　　4. 回流焊曲线优化（最核心的工艺控制）

　　回流曲线是控制空洞的“总阀门”，核心是在焊料熔化前，尽可能让挥发物平和地释放。

　　延长预热时间：提供一个平缓升温的斜坡或平台（例如，从150°C到183°C用时60-120秒），让助焊剂中的溶剂和低沸点成分充分、缓慢地挥发。这是减少空洞最有效的方法之一。

　　避免升温过急：过快的升温速率（>3°C/s）会导致溶剂剧烈沸腾，产生大量气泡并被包裹。

　　适当的峰值温度与回流时间：确保峰值温度足够（通常比合金熔点高20-40°C），液相线以上时间充足，使熔融焊料有足够的时间流动、融合，让气泡上浮并破裂。

　　使用氮气保护：在回流炉中充入氮气（氧含量<1000ppm），可以降低熔融焊料的表面张力，使其流动性更好，更容易将气泡“挤”出去。

　　5. PCB与元件设计

　　PCB焊盘设计：避免在焊盘正下方放置过大的散热过孔或盲孔，这些孔洞会成为气体的“仓库”。

　　模块本身的可焊性：确保模块焊球或焊盘镀层良好，无氧化、污染。

　　6. 终极方案：真空回流焊

　　对于汽车电子、航空航天等要求空洞率极低（如<1%）的应用，真空回流焊是目前最有效的技术。

　　原理：在焊料处于熔融状态时，将炉腔抽至高度真空（如10⁻² mbar以下），利用压差将焊料内部的气泡强制抽出。

　　效果：可大幅降低甚至消除空洞，尤其对大热容量模块效果显著。

三、改善行动流程图

　　优先级建议

　　立即行动项：检查锡膏回温搅拌记录和回流焊预热区曲线，这是最常见且最容易纠正的问题点。中期改善项：重点审核和优化钢网设计，特别是大焊盘区域的开口方案。长期投资项：如果产品可靠性要求极高，评估引入氮气保护或真空回流焊设备的投资回报率。

　　记住：空洞改善是一个系统工程，需要逐一排查、耐心验证。通过X-ray切片分析空洞的分布形态，是定位根本原因最直接的手段。

　　【本文转自公众号腾昕检测，转载仅供学习交流。】