PCBA波峰焊“吹孔”、上锡不良，别再怪助焊剂了！根本原因是它！

发布时间： 2026-03-25 00:00

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“这批板子的波峰焊良率，怎么突然掉了5%？”

这是我们收到的一位客户的紧急求助。

产线上，一批PCBA产品在波峰焊过程中，插件焊点频繁出现“吹孔”现象——焊点表面有针孔状的喷气痕迹，内部空洞明显，上锡严重不足。

委托方提供了多个批次的样品，包括：

严重吹孔成品
轻微吹孔成品
未焊接插件
PCB光板
正常成品
助焊剂样品

到底是助焊剂活性不足？炉温曲线有盲区？还是PCB或元器件本身存在“隐形缺陷”？

为了查明真因，我们为客户安排了一次全面“体检”——从外观检查到CT断层扫描，从表面分析到剖面切片，再到可焊性验证，逐一排查，层层深挖。

1.外观与透视——先看表象，再看本质

首先，工程师利用体视显微镜对PCBA吹孔焊点进行光学检查。

严重吹孔成品PCB孔环周围呈现明显的润湿不良特征，焊锡未能充分铺展。

严重吹孔成品光学检查典型照片

轻微吹孔成品焊点发现轻微吹孔异常。

轻微吹孔成品光学检查典型照片

随后，采用CT断层扫描技术对PCBA吹孔焊点进行内部结构分析。

严重吹孔成品焊点内部局部无焊锡填充。

严重吹孔成品CT扫描图片

轻微吹孔成品焊点内部存在较大空洞，空洞分布位置无明显规律性。

轻微吹孔成品CT扫描图片

上述分析确认，该缺陷源于焊料与焊盘/引脚之间未能形成良好的冶金结合，而非单纯的工艺参数波动。

2.问题成品解剖——先看“伤口”长什么样

随后，工程师采用场发射扫描电子显微镜（SEM）对PCBA吹孔焊点表面进行放大观察。

严重吹孔成品孔环附近存在助焊剂残留。

严重吹孔成品表面形貌及EDS成分分析谱图

轻微吹孔成品孔边缘检出含溴（Br）、氯（Cl）等元素的点状异物。

轻微吹孔成品表面形貌及EDS成分分析谱图

将PCBA吹孔焊点切开后，通过金相显微镜与SEM进行内部观察：

合金化异常：吹孔焊点通孔侧局部镀层存在明显合金化现象，拐角处尤为严重，呈现典型的润湿不良特征。

不良焊点切片后金相及SEM+EDS分析结果

镀层结构缺陷：金相显微镜下可见部分区域镀层发黑，甚至出现局部缺失。

不良焊点切片后金相及SEM+EDS分析结果

元素异常：能谱分析（EDS）显示，发黑区域检出异常硫元素（S）及较高含量的氧元素（O）。

不良焊点切片后金相及SEM+EDS分析结果

综上，问题焊点的PCB侧镀层存在先天性缺陷，主要表现为合金化异常与含硫污染物残留。

3.来料排查——插件“清白”，PCB“露馅”

为追溯缺陷根源，工程师对未焊接的插件引脚与PCB光板分别进行了系统性分析。

插件引脚分析：扫描电镜（SEM）观察显示，引脚表面仅存在少量可清洗的点状污染物，未见明显异常；随后的可焊性测试进一步证实：在标准浸锡条件下，引脚表面润湿性良好，未出现上锡不良现象；据此，插件引脚作为失效主因的可能性被排除。

插件引脚表面形貌及EDS成分谱图

PCB光板分析：表面分析表明，PCB孔环锡层存在明显的合金化现象；更为关键的是，通孔拐角处检测出含硫（S）污染物，个别区域还检出氯（Cl）元素；且不良率越高的PCB板，其合金化区域范围越广，呈现明显的相关性。

PCB光板表面形貌及EDS成分谱图

为进一步探明内部结构，工程师对PCB光板进行了剖面分析。

分析结果显示：通孔内部镀层均匀性较差，局部存在严重合金化，甚至出现镀层发黑、局部缺失等结构异常；在发黑区域，同时探测到高含量的氧（O）与异常元素硫（S）。

PCB光板剖面形貌及EDS成分谱图

4.可焊性验证——对照实验一锤定音

为验证上述发现与吹孔缺陷的因果关系，工程师依据IPC标准对PCB光板进行了边缘浸焊测试。

测试结果与失效分析高度吻合：浸焊后，PCB孔内出现大小不一的空洞，且空洞位置的镀层成分恰为前期检出的硫、氧等元素；作为对照，插件引脚在同等条件下顺利通过测试。

PCB光板浸焊后剖面形貌及EDS成分谱图

根本原因：

简单来说，就是“先天不足（镀层合金化）+后天污染（含硫物质）”，共同导致了焊点在波峰焊过程中“焊不上去”，甚至产生吹孔。

内因——PCB镀层质量缺陷：PCB通孔镀层（HASL工艺）存在严重的合金化异常。这使得镀层表面失去了应有的可焊性，变得难以被焊料润湿。尤其是在通孔的拐角处，合金化最为严重，成为润湿失败的“重灾区”。
外因——污染物的“临门一脚”：PCB通孔镀层结构存在异常（颜色发黑），并检测到了含硫（S）、氧（O）等异常元素。硫化物是典型的可焊性杀手，它会严重阻碍焊料的铺展，导致在焊接过程中产生气体，形成吹孔或空洞。

改进建议：

严控源头：PCB供应商在制造过程中，必须严格控制PCB焊盘及通孔镀层的质量。特别是对于HASL工艺，要优化制程参数，避免因金属间化合物过度生长导致的“镀层合金化”问题。
排查污染源：立即排查PCB通孔表面含硫（S）污染物的来源。是PCB制造过程中的残留（如某些清洗剂、助焊剂残留），还是来料储存环境所致？找到源头并切断它，是彻底解决问题的关键。