問題的根源

雖然在SMT回流焊和波峰焊過程中都會產生焊球，但在補焊或返修過程中，PCB手工焊接也會導致焊球形成。在手工焊接過程中，殘留在PCB或元器件內部或表面的水分或其他雜質排出時，就會形成焊球。烘烤或清洗PCB或元器件并對比結果有助于確定是否存在這種情況。在返修過程中用于回流焊膏的烙鐵也可能會過快加熱焊膏，并阻止助焊劑充分活化，從而導致焊料氧化并形成焊球。

問題的解決方案

當助焊劑熔化后，未能清潔所有的焊接表面，從而使焊料無法凝聚成一個整體，就會形成焊球。較小焊球周圍形成的氧化物涂層會阻止焊料重新聚集在一起。降低烙鐵的溫度或使用較低的烙鐵芯溫度可以解決問題。

由于烙鐵頭在每個時間段內只能活化一定量的助焊劑，因此為形成焊點，減慢焊絲進給速度（圖2）或減少焊料進給量（圖3）也有助于防止焊球形成。充分活化助焊劑是防止形成氧化層的關鍵。

圖2：焊絲進給過快會導致焊球形成。

圖3：焊料過多或過量會導致焊球形成。

利用能夠承受這種溫度上升速率的、更活化的助焊劑是防止氧化層形成的另一種選擇。當使用焊膏進行返修時，使用具有較低升溫速率的熱風或IR回流源可以消除焊球問題。較慢的升溫速率可確保助焊劑充分活化，從而防止焊球形成。

需要全面培訓焊接技術人員，使其了解手工焊接和影響結果的變量，以減少焊球形成的機會。培訓應包括充分加強正確的材料，選擇正確的烙鐵頭作為引線和焊盤之間的熱橋，保持正確的烙鐵頭溫度，并保持烙鐵頭清潔。沒有經驗的焊接技術人員可能會過快地進給過多焊料。

在評估焊料污染的可能性時，需要考慮的另一個因素是元器件引線污染。潛在的污染源包括元器件存儲不當、元器件MSD控制不當以及元器件所在的料帶、料盤或料管的清潔度。

IPC-A-610標準對焊球的規定

需要牢記檢驗標準中對焊球的規定。IPC-A-610H版5.2.7.1節規定：在以下情況下焊球被認定為缺陷：

焊球的存在使焊球與另一導電表面之間的距離減小到最小電氣間隙以下。

焊球沒有被裹挾、封裝或附著，或在使用環境中可能移位。焊球在電子產品外殼內滾動是不可接受的。

焊球被裹挾在涂層或助焊劑殘留物中，從而無法維持電子組件的其他外形、裝配或功能。

消除焊球

可以通過多種方法消除焊球。對于裹挾在助焊劑中的焊球，用木簽或塑料簽即可去除。挑戰是確保以這種方式脫落的焊球不會在組件中“丟失”，引發未來的可靠性問題。可以用烙鐵、助焊劑和焊接編織帶去除大焊球。如果被三防漆或其他材料層裹挾，則需要在去除焊球之前去除涂層。

雖然焊球通常出現在其他PCB組裝工藝中，但可以通過多種方法減少手工焊接形成的焊球，包括：正確使用助焊劑；適當的烙鐵頭和溫度選擇；以及保持焊接過程中的材料不含水分和污染物。

審核編輯：劉清