一、三种类型的空洞

类型1：不润湿型。
类型2：诱发型。
类型3：诱发型（原因与类型2不同）。
不同类型的空洞因为不同的原因需采取不同的对策。
类型1
特点：基板与焊料间无金属间化合物生成。
原因：对基板金属的润湿性差。
对策：解决方法与解决润湿性差的方法相同。
类型2
特点：焊接良好，但空洞更大。
原因：熔融焊料各成分不同的润湿速度诱发的空洞。
对策：考虑合适的锡膏印刷图案（模板开孔）。
类型2的真实原因：
该区域被来自于其他区域的金属在熔融焊料扩散之前包围。
对策：锡膏，特别是无铅锡膏，必须印满焊盘。
类型3
特点：焊接良好。但各种尺寸的空洞是可见的。空洞附近的金属结晶结构不明显。
原因：挥发的焊剂气体在焊料中集合产生。
对策：需整体考虑。例如，改善锡膏、工艺控制等。

二、空洞的机理

锡膏空洞鱼刺图：

机理1

预热阶段的气体：

? 锡膏整体排气，相互结合后排出。
? 被氧化焊料与焊剂反应后产生的气体(H2O)。
? 溶剂挥发和溶剂分解产生的气体(CH2=CH2 等)。
? 焊剂挥发和分解产生的气体(CO2)。

机理2

回流阶段的气体：
? 被氧化焊料与焊剂反应后产生的气体(H2O)。
? 熔融焊料阻碍排气。
? 气体间相互难以结合，因为没有足够的气体。另外，熔融焊料阻碍排气。该阶段产生的气体是产生空洞最大的因素。

三、引脚形状与空洞间的关系

? 引脚阻碍排气，因为它使零部件象盖子一样。
? 带引脚的零部件不利于减少空洞。

四、锡膏与空洞间的关系

1. 无铅焊料更容易产生空洞。因为与有铅焊料相比较，更易氧化，粘度更高。空洞大小与焊料的 氧化度成正比。材料控制如货架寿命对减少空洞也很重要。
2. 低沸点溶剂有利于减少空洞，但不利于印刷。
3. 弱触变性有利于减少空洞，但不利于坍塌。
4. 焊剂中含有太多的有机化合物会增加空洞的产生，因为他们会在高温下分解。
考虑到与材料和工艺控制的兼容性，改善锡膏尤为重要。

空洞的特征

1. 许多空洞正好位于引脚下方。

2. 空洞会带来可靠性问题，因为降低了焊点的强度。

3. 目测直接检查空洞是不可能的。间接检查是重要的。检查爬升到引脚表面的焊料和覆盖整个焊接区域的焊剂残留。

五、排气机理

熔融焊料中的气泡行为。

气泡可以从熔融焊料中排出，假如满足以下关系。

浮力>阻力

浮力与气泡大小成正比。所以气泡的结合有利于排气。阻力与焊料温度成反比。

六、各制程注意事项

印刷制程

1. 焊盘面积大于引脚面积。
2. 模板开孔面积大于引脚面积。
3. 不选择易坍塌的锡膏。
4. 锡膏尽快用完最好（快进快出）。
5. 从印刷制程到回流制程，时间越短越好。

回流制程

1. 预热阶段和回流阶段，提高温度和延长时间有利于减少空洞。
2. 氧浓度越低越好。
3. 均匀加热更好（零件结构、在印制线路板的位置、零件与板面的连接方式）

视觉检测工艺

基本上，目测直接检测是不可能的。

1. 检测焊料和覆盖于引脚上的焊剂残留。好的润湿是焊接的基本要求。尤其是由于差的焊接温度而引起差的焊料扩散。
2. 引脚周围必须有足够明显的焊料轮廓。
3. 焊剂残留均匀覆盖于焊接区域。
4. 利用X-Ray检测设备，尤其对于BGA。检查BGA附近的焊接良好的零件。

七、空洞基本对策的总结

1. 减少来自锡膏本身的气体。
? 选择锡膏。
? 制程中控制锡膏的氧化。
? 锡膏的改善需与制程工程师的做深入的探讨。
2. 使锡膏排气容易
? 主要需求制程管理方法和控制能力。