浅谈锡灰、锡珠产生的原因及品质控制方案

在PCBA加工的日常制程中，锡珠与锡灰是困扰直通率的两大顽疾。它们不仅影响产品外观的精美度，更极易在狭窄的元器件引脚间造成电短路或微小的电气泄露。针对这些焊接次生风险，必须从物料管理、印刷参数及炉温曲线等多个维度进行全方位的溯源与压制。

一、锡珠形成的物理诱因与制程漏洞

锡珠通常表现为直径较大的孤立圆球，其产生主要集中在回流焊的预热阶段与熔融瞬间。

• 锡膏印刷偏移： 在PCBA加工的初始环节，如果印刷机对位不准，导致锡膏被挤压到阻焊膜上，这些脱离焊盘的锡膏在高温下无法被润湿拉回，便会凝结成球。

• 网孔坍塌与压力失调： 刮刀压力过大或钢网底面清洁不彻底，会导致焊盘边缘残留微量锡粉。这些“离群”的金属颗粒在回流炉内受热后，会因表面张力迅速聚拢。

• 预热温升速率过快： 若回流炉预热段升温斜率超过2.5℃/sec，锡膏内部的助焊剂溶剂会剧烈气化并发生飞溅，将细小的锡粉颗粒带出焊盘边界。

二、锡灰的微观成因：氧化与湿度的连环影响

锡灰通常呈现为极细小的金属粉末，密布在焊点周边或阻焊层表面，其隐蔽性比锡珠更高。

• 锡粉颗粒氧化： 锡膏在常温环境下暴露时间过长，其中的锡粉颗粒表面会生成氧化膜，导致助焊剂难以彻底清除。在焊接时，受污染的金属无法熔合进焊点主流，从而散落在外形成锡灰。

• 环境湿度超标： 当车间湿度超过60%RH时，锡膏会吸收空气中的水分。回流受热瞬间，水分爆发式蒸发会产生微型爆裂，将未熔融的锡粉喷射到PCBA的各处。

• 钢网清洁质量： 如果网孔壁面粗糙或清洗剂残留，会导致锡粉在脱模瞬间产生挂丝，干涸后形成细碎的金属粉末。

三、闭环控制方案：从物料到工艺的红线管理

要彻底解决锡珠与锡灰问题，单纯的末端清理毫无意义，必须在生产全链路构建防御体系。

• 钢网设计优化： 针对0201、01005等微型封装及片式电容，建议采用内切开孔设计。通过缩减钢网开孔面积（通常缩减10%-15%），为锡膏的熔融收缩留出安全边界，有效减少侧挤出的概率。

• 恒温恒湿环境： 严格执行SMT车间温湿度管控。确保湿度维持在40%-55%RH之间，并严格控制锡膏的领用与回温时间，严禁将未回温至环境温度的锡膏直接开盖使用。

• 炉温曲线调优： 采用“恒温式”预热曲线替代“斜升式”曲线。在150℃-180℃区间设置一个平缓的平台区，让助焊剂温和挥发，并充分润湿焊盘。同时，适当降低回流区的峰值温度，减少金属蒸气的形成。

四、自动化检测的精准预警

在现代PCBA加工线上，SPI锡膏测厚仪和炉后AOI是监控锡珠与锡灰的核心屏障。SPI负责在源头检测出锡膏坍塌与连锡，而炉后AOI则通过先进的算法识别散落的金属颗粒。一旦系统检测到同一位置频繁出现锡珠，工艺组需立即停机核查钢网底面的擦拭效果及贴片压力参数。这种实时反馈机制，将人为经验的不确定性降到了最低。焊接质量的稳定不仅取决于高精度的设备，更取决于对流体力学与热力学规律的尊重。

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