PCB加工中锡珠产生的根源与对策

某医疗设备厂商曾因电容引脚间的锡珠导致产品误诊，三次返工损失超百万元；而另一家企业通过系统性管控，将锡珠不良率从29%压降至0.13%。锡珠问题本质上是材料特性、工艺参数与设计缺陷共同作用的结果，以下是其形成的核心原因及解决方案。

材料缺陷：锡膏质量短板

金属含量与氧化度直接决定锡膏稳定性。当金属含量低于85%时，过量助焊剂会使锡膏在预热阶段过度塌陷流动，被挤压到焊盘外的锡膏冷却后形成锡珠。更严重的是金属粉末氧化度超标（>0.15%），这会削弱熔融锡膏的粘合能力，导致焊点收缩不充分而分裂成珠。

锡粉粒度与吸潮问题同样关键。工程师发现细粒度锡粉的表面积更大，更易吸附水汽；回流焊时水分气化引发“炸锡”，如同热油遇水飞溅。改用Type 4锡粉（20-38μm）并严格回温4小时，不良率下降40%。

工艺设计：钢网与焊盘

钢网开口过大是典型人为失误。当开口尺寸比焊盘宽10%时，锡膏印刷量增加30%，多余锡膏在贴片时被挤到阻焊层上。工程师将0.13mm钢网改为0.1mm厚度，同时采用“防锡珠开孔”（内凹燕尾槽设计），使锡膏收缩集中在焊盘中心，锡珠数量减少80%。

焊盘设计错误则是隐藏陷阱。TO-263-5封装元件若按标准焊盘设计，大焊盘宽度超出元件焊端0.5mm，贴片后锡膏必然外溢。

制程失控：

印刷压力过载会使锡膏突破边界。非接触式印刷中若刮刀压力超过8N，锡膏会沿钢网底部渗入非焊盘区，形成直径0.1-0.5mm的锡珠。汽车电子厂实测显示：改用接触式印刷并控制压力在5-6N，配合每5块板清洁钢网，可减少60%边缘锡珠。

贴片下压过猛则挤压锡膏逃逸。当Z轴压力超过5N，0402电容下方的锡膏被压入元件本体底部。回流焊时这部分锡膏无法回缩，在电容侧边凝成球体。工控企业通过降低贴片高度0.05mm，使压力降至3N，锡珠问题迎刃而解。

热工管理：

预热升温过急引发溶剂爆炸。升温速率超过3℃/s时，焊膏中溶剂未充分挥发，进入回流区后剧烈气化，裹挟锡粉喷溅形成锡珠。

峰值温度与冷却失衡同样危险。5G基站模块在260℃以上高温时，熔融锡膏流动性过强，易从焊盘溢出；而冷却速率>4℃/s又会使焊点表面急速硬化，内部收缩应力将部分锡液挤出成珠。将峰值温度控制在245℃、冷却速率调至2℃/s后，锡珠直径从0.3mm缩至0.05mm以下。

环境变量：湿度与氧化

车间湿度过高是隐形杀手。当相对湿度>60%时，PCB吸水率超0.1%，回流焊时水分蒸发产生微爆震。某深圳企业梅雨季锡珠不良率飙升，通过在贴片前增加85℃/2h烘板工序，使板材含水率降至0.05%，问题得到控制。

氮气保护缺失加剧氧化。无铅焊接在空气环境中，熔融锡膏表面会快速生成氧化层，削弱其回缩能力。手机主板厂商引入氮气回流焊（氧浓度<500ppm），使锡膏表面张力提升18%，焊点轮廓更饱满，锡珠发生率归零。

​锡珠治理的本质是系统性风险的管控：从锡膏选型阻断材料缺陷，通过钢网设计约束锡膏流动，依托工艺参数压制人为偏差，最后以环境控制隔绝外界干扰。

关键词：锡膏氧化、钢网开孔、回流曲线、贴片压力、环境控制

根治锡珠的底层逻辑：
材料是基础，设计定边界，工艺保执行，环境控变量。四者协同才能让每颗锡原子精准归位。