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在SMT生產(chǎn)和后續(xù)使用過(guò)程中，焊點(diǎn)裂紋是一類極具隱蔽性的可靠性問(wèn)題。不少產(chǎn)品在出廠測(cè)試階段表現(xiàn)正常，但在經(jīng)歷環(huán)境試驗(yàn)、運(yùn)輸或?qū)嶋H使用一段時(shí)間后，開(kāi)始出現(xiàn)功能異常，拆解后才發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)存在細(xì)微裂紋。

這類問(wèn)題，往往不是焊接工藝“沒(méi)做好”，而是焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)在冷熱沖擊下逐漸失效的結(jié)果。

你是否遇到過(guò)以下問(wèn)題？

• 常溫測(cè)試合格，冷熱沖擊后功能異常
• 故障具有間歇性，輕壓或重新加熱可短暫恢復(fù)
• AOI、外觀檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)明顯異常
• 失效多發(fā)生在板邊或大尺寸器件附近
• 同一位置在不同批次中重復(fù)出現(xiàn)問(wèn)題

如果問(wèn)題集中出現(xiàn)在溫變、振動(dòng)或使用一段時(shí)間之后，就需要重點(diǎn)關(guān)注焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)在冷熱沖擊下的可靠性。解決思路：從焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)而非外觀理解裂紋成因

焊點(diǎn)并不是一個(gè)“靜態(tài)連接點(diǎn)”，而是一個(gè)在溫度變化中不斷承受應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體。在冷熱沖擊條件下，焊點(diǎn)裂紋往往是多種因素疊加的結(jié)果。

1. 材料熱膨脹系數(shù)不匹配

元器件、焊料和PCB基材的熱膨脹系數(shù)并不一致。在冷熱循環(huán)過(guò)程中，各材料膨脹和收縮幅度不同，焊點(diǎn)作為連接界面，會(huì)持續(xù)承受剪切和拉伸應(yīng)力。當(dāng)這種應(yīng)力反復(fù)累積，焊點(diǎn)內(nèi)部就容易形成微裂紋，并在后續(xù)循環(huán)中逐漸擴(kuò)展。

2. 焊點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)不合理

焊點(diǎn)體積過(guò)小、形態(tài)偏扁或潤(rùn)濕高度不足，都會(huì)降低焊點(diǎn)的抗應(yīng)力能力。這類焊點(diǎn)在常溫下可能表現(xiàn)正常，但在冷熱沖擊下極易成為應(yīng)力集中點(diǎn)，優(yōu)先發(fā)生裂紋。

3. 多次回流或返修放大結(jié)構(gòu)缺陷

在雙面貼裝或返修過(guò)程中，焊點(diǎn)會(huì)經(jīng)歷多次加熱和冷卻。原本不明顯的微缺陷，會(huì)在反復(fù)熱循環(huán)中被持續(xù)放大，最終演變?yōu)槿庋垭y以察覺(jué)卻足以導(dǎo)致失效的裂紋。

4. PCB局部變形疊加應(yīng)力

PCB在溫變過(guò)程中若存在局部翹曲或板面應(yīng)力集中，會(huì)進(jìn)一步加劇焊點(diǎn)受力不均。焊點(diǎn)裂紋往往并非單一因素造成，而是板材、結(jié)構(gòu)和工藝共同作用的結(jié)果。

解決方案：提升焊點(diǎn)抗冷熱沖擊能力

在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)避免極限焊盤(pán)尺寸，確保焊點(diǎn)具備足夠的體積和潤(rùn)濕高度。在工藝階段，通過(guò)優(yōu)化回流焊曲線，避免過(guò)快升降溫，降低熱沖擊強(qiáng)度。對(duì)于高可靠性產(chǎn)品，應(yīng)引入冷熱沖擊或熱循環(huán)驗(yàn)證，而不僅僅依賴常溫測(cè)試。在實(shí)際項(xiàng)目中，像深圳捷創(chuàng)電子科技有限公司這類具備PCBA全流程經(jīng)驗(yàn)的制造團(tuán)隊(duì)，通常會(huì)在工藝評(píng)估階段就關(guān)注焊點(diǎn)在冷熱沖擊下的結(jié)構(gòu)可靠性，而不是等問(wèn)題在客戶端暴露。

總結(jié)

SMT焊點(diǎn)裂紋并非偶發(fā)缺陷，而是焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)在冷熱沖擊條件下逐步失效的結(jié)果。只有從材料匹配、焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工藝驗(yàn)證多個(gè)層面入手，才能真正降低焊點(diǎn)裂紋帶來(lái)的可靠性風(fēng)險(xiǎn)。