如何解决无铅锡膏在焊接时产生的气泡？

最近有不少顾客在问，为什么在使用无铅锡膏进行焊接时，焊点不时会出现一些气泡，对产品有没有影响。现在跟大家说一下，焊点出现气泡是比较严重，如果焊点内出现气泡，不但对焊点稳定性有很大的危害，还会提升元器件失效的几率。今天，苏州诺菲尔锡膏厂家来和大家分享下如何解决无铅锡膏在焊接时产生气泡：

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针对无铅锡膏焊接时产生的气泡问题，以下是一些解决策略：

1. 优化焊接工艺：调整焊接温度和助焊剂的添加量，以减少挥发物在焊料中的沉积。

2. 改进焊接设备：升级至能够产生真空环境的焊接设备，以有效清除焊点内的气泡和氧气。

3. 选择合适的助焊剂：选择更适合无铅锡膏的助焊剂，以降低气泡产生的可能性。

4. 控制氮气压力：确保氮气压强适中，避免对焊点内部气泡形成的影响。

以下是一些解决无铅锡膏在焊接时产生气泡的方法：

一、材料方面

1.锡膏质量

选择合适的锡膏：确保选择质量可靠、品牌信誉好的无铅锡膏。不同品牌和型号的无铅锡膏在配方上可能存在差异，一些优质的锡膏在设计时就考虑到了减少气泡产生的因素，例如其助焊剂的成分和配比经过优化，能够更好地适应焊接过程，减少气泡的形成。

检查锡膏保质期和储存条件：使用在保质期内且按照规定储存条件（如合适的温度和湿度）保存的锡膏。过期或储存不当的锡膏可能会出现成分变化，导致在焊接时更容易产生气泡。

元器件和PCB

2.清洁元器件和PCB：在焊接前，要彻底清洁元器件引脚和印刷电路板（PCB）的焊接表面。污染物（如油污、灰尘、氧化物等）会影响锡膏的润湿和焊接过程，可能导致气泡产生。可以使用合适的清洁剂和清洁工艺，如超声波清洗等，确保焊接表面干净。

检查元器件和PCB的可焊性：一些元器件和PCB的表面处理可能会影响可焊性。例如，如果PCB的表面处理工艺不佳，可能会导致锡膏与PCB之间的润湿性不好，从而产生气泡。对于可焊性差的元器件和PCB，可以考虑更换供应商或者改进表面处理工艺。

3.因为无铅焊锡组成金属和助焊剂特性的原因，我们很难直接避免气泡的产生，那么我们应该如何解决？虽然避免产生气泡很困难，但是我们可以通过一些方法去除掉焊点内的气泡。

首先，我们可以在刚焊接完冷却前这个阶段进行梯度抽真空，即真空度逐步提高，因为焊料焊接完成后还未凝固，这个时候气泡散布在焊点的各个位置，梯度抽真空可先把距离表面的气泡抽走，而底部的气泡则会慢慢向上移动，随着压力的减小，气泡会均匀的浮出。如果我们瞬间抽空空气，内部的气泡会快速溢出，在焊点上留下一个个爆炸的开口，对焊点稳定性也有影响。另外预抽真空，无铅锡膏在加热前应将工作区的氧气抽空，避免焊料在加热过程中的氧化膜的形成，真空环境还可以增大润湿面积。

二、焊接工艺方面

1.预热过程

优化预热温度和时间：适当提高预热温度和延长预热时间可以帮助去除锡膏中的挥发性成分，减少焊接时气泡的产生。一般来说，无铅锡膏的预热温度可以设置在100 - 150°C之间，预热时间根据PCB的大小和复杂程度可以在60 - 180秒之间调整。但是要注意避免预热温度过高或时间过长导致锡膏过早干燥或变质。

采用阶梯式预热：采用阶梯式预热方式，即设置多个不同温度段的预热，可以更有效地去除锡膏中的水分和挥发性物质，使锡膏在进入焊接阶段前更加稳定。例如，可以先设置100°C左右的预热段，持续30 - 60秒，然后再设置130 - 150°C的预热段，持续30 - 120秒。

2.焊接温度和时间

调整焊接温度曲线：对于无铅锡膏，其焊接温度通常比有铅锡膏要高。要根据锡膏的具体成分和要求，精确调整焊接温度曲线。一般无铅锡膏的峰值焊接温度可能在230 - 250°C之间。确保焊接温度在合适的范围内，过高的温度可能会导致锡膏过度沸腾产生气泡，而过低的温度则可能使焊接不完全，也容易残留气泡。

控制焊接时间：合理控制焊接时间，避免焊接时间过长或过短。如果焊接时间过长，锡膏中的助焊剂等成分可能会过度挥发，产生气泡；如果焊接时间过短，则可能导致焊接不充分，焊点内部存在未融合的区域，也可能表现为气泡形式。

3.氮气保护（可选）

在焊接过程中，如果条件允许，可以采用氮气保护。氮气环境可以减少焊接过程中锡膏与空气中氧气的接触，降低氧化反应的可能性。氧化反应可能会产生一些气体，从而导致气泡的形成。氮气保护在一些对焊接质量要求极高的场合，如高端电子产品制造中应用较为广泛。

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除了上述提到的方法，在实际的生产过程中，还可以从人员培训和质量管理方面入手来进一步解决无铅锡膏焊接时的气泡问题。

之前提到的都是从材料、设备和工艺等客观方面来考虑气泡的解决方案。然而，操作这些流程的人员素质以及整体的质量管理体系同样对解决气泡问题有着不可忽视的作用。

在人员培训方面，对操作人员进行专业的焊接培训是至关重要的。因为操作人员的熟练程度和操作规范程度直接影响到焊接的质量。例如，在锡膏的涂抹过程中，如果操作人员涂抹不均匀，就可能导致部分区域锡膏过多或过少，过多的锡膏在焊接时更容易产生气泡，而过少则可能造成焊接不充分。经过专业培训的操作人员能够准确掌握锡膏的涂抹量、涂抹速度以及涂抹角度等技巧，从而减少因操作不当而产生气泡的可能性。

在质量管理方面，建立完善的质量管理体系可以确保整个焊接过程的稳定性和可靠性。这包括对原材料的检验、焊接过程中的质量监控以及成品的检验等环节。例如，在原材料检验环节，严格检查锡膏、元器件和PCB等的质量，确保符合标准要求。在焊接过程中，通过质量监控及时发现并纠正可能导致气泡产生的因素，如焊接温度和时间的偏差、氮气压力的异常等。在成品检验环节，利用专业的检测设备对焊点进行检测，如X - ray检测设备可以清晰地看到焊点内部是否存在气泡，一旦发现有气泡的产品，及时进行返工或调整工艺参数，以避免类似问题再次出现。

通过人员培训和质量管理这两个方面的努力，可以与前面提到的材料、设备和工艺等方面的措施相结合，形成一个全方位的解决方案，更加有效地解决无铅锡膏在焊接时产生气泡的问题，从而提高产品的焊接质量和可靠性。