锡膏工艺中不润湿现象分析

不润湿是指在焊接过程中，焊料未能充分覆盖基板焊盘或器件引脚表面，导致焊料与基底金属之间形成较大的接触角（通常＞90°），且未形成有效冶金键合的现象。其典型特征为焊点表面呈现基底金属本色（如铜色、镍色），焊料仅部分附着或呈球状聚集（如图1-1所示）。此问题直接影响焊点的机械强度、热循环可靠性及长期稳定性。

形成核心原因

不润湿的本质是焊料与基底金属间的界面反应受阻，具体原因可分为以下四类：

基底金属表面状态异常 

氧化与污染：焊盘或引脚表面存在氧化层（如CuO、NiO）、有机污染物（油脂、助焊剂残留）或金属间化合物（如Au-Sn脆性层）。

镀层缺陷：

ENIG（化学镀镍浸金）：镍层孔隙、磷含量超标（＞8wt%）或金层过薄（＜0.05μm）。

OSP（有机保焊膜）：膜层过厚（＞0.5μm）或受热分解不完全，阻碍焊料浸润。

HASL（热风整平）：焊盘边缘因热应力出现微裂纹，暴露内部氧化铜层。

焊料合金与助焊剂失效

焊料杂质：铝（Al）、镉（Cd）、砷（As）等杂质元素偏析，或焊粉氧化（氧化物含量＞0.2wt%）。

助焊剂活性不足：

活性剂（如有机酸、卤化物）浓度过低或高温分解失效。

焊膏印刷后暴露时间过长（＞4h），助焊剂挥发或吸湿。

再流焊工艺参数偏差

温度曲线异常：

预热区温度不足（＜120℃）或时间＜60s，助焊剂未充分活化。

峰值温度过高（＞245℃）或液态以上时间（TAL）＞60s，加速金属氧化。

气氛控制不当：

氧气含量＞1000ppm（未使用氮气保护），导致焊盘高温氧化。

焊接腔体湿度＞10%RH，水汽与助焊剂反应产生气孔。

设计与工艺适配性问题

细间距器件：模板开口尺寸＜焊盘尺寸（如0.1mm差距），导致焊膏印刷量不足，边缘润湿不良。

混装工艺：BGA与插件器件共炉焊接时，热质量差异导致局部温度不均。