PCBA電路板焊接DIP通孔插件與SMT表面貼裝技術(shù)是現(xiàn)代電子行業(yè)中常見的一種電子組件焊接裝配技術(shù)。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可能會(huì)出現(xiàn)PCB線路板與電子元器件焊點(diǎn)虛焊現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

組裝電子產(chǎn)品的工廠，主要包括兩條生產(chǎn)線：SMT表面組裝和DIP插件組裝。SMT是把電子元件通過設(shè)備，貼到PCB線路板上面，然后通過爐子(一般是指回流焊爐)加熱，把元件通過錫膏焊接固定到PCB板上;而DIP有一些大的連接器，設(shè)備是沒有辦法打到PCB板上的，這時(shí)就要通過人或者其它的自動(dòng)化設(shè)備插到PCB板上。

在現(xiàn)今的SMT與DIP焊接工藝中，大多廠家面對(duì)著不同的SMT與DIP焊接工藝不良，比如錫珠、殘留、假焊、冷焊、空焊、虛焊……特別是后面四種，許多朋友都無法分辨他們之間的區(qū)別，因?yàn)檫@四種不良看起來好像都一樣，下面就為大家解釋下這四種不良的定義：

1、假焊(poor Soldering)是指表面上好像焊住了,但實(shí)際上并沒有焊上。有時(shí)用手一拔,引線就可以從焊點(diǎn)中拔出。

2、虛焊，是焊點(diǎn)處只有少量的錫焊住，造成接觸不良，時(shí)通時(shí)斷。虛焊與假焊都是指焊件表面沒有充分鍍上錫層，焊件之間沒有被錫固住，是由于焊件表面沒有清除干凈或焊劑用得太少所引起的。

用針撥動(dòng)和震動(dòng)實(shí)驗(yàn)都會(huì)導(dǎo)致接觸不良，通訊有時(shí)導(dǎo)通而有時(shí)斷開。這種不良易通過產(chǎn)線的測(cè)試，而流入到客戶端，留下不可預(yù)估的隱患。而且原因分析會(huì)花費(fèi)大量的人力物力和時(shí)間。

3、空焊，是焊點(diǎn)應(yīng)焊而未焊。錫膏太少、零件本身問題、置件位置、印錫后放置時(shí)間過長(zhǎng)…等會(huì)造成空焊。

4、冷焊，是在零件的吃錫接口沒有形成吃錫帶，(即焊錫不良)。流焊溫度太低、流焊時(shí)間太短、吃錫性問題…等會(huì)造成冷焊。

在SMT和DIP生產(chǎn)過程中，因各種因素會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品存在一些品質(zhì)問題，比如虛焊，不僅會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定，甚至不能被后續(xù)的ICT和FCT測(cè)試所發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致將有問題的產(chǎn)品流向市場(chǎng)，最終使公司品牌和信譽(yù)遭受巨大損失。本文將對(duì)PCBA電路板DIP插件與SMT貼片加工過程中產(chǎn)生虛焊的原因進(jìn)行分析，以幫助提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

一、虛焊的定義

虛焊是指在SMT貼片加工過程中，電子元件與電路板焊盤之間未能形成良好的焊接，導(dǎo)致電子元件與電路板之間的連接不牢固或不導(dǎo)通。虛焊可能導(dǎo)致產(chǎn)品性能不穩(wěn)定、故障率增加等問題。

二、產(chǎn)生虛焊的原因

焊盤表面氧化污染

焊盤表面的污染會(huì)降低焊錫對(duì)焊盤的潤(rùn)濕性，使得電子元件與電路板之間無法形成良好的焊接。污染源可能來自生產(chǎn)過程中的手指油污、空氣中的灰塵、化學(xué)處理劑殘留等。

被氧化的焊盤上重新涂錫后，進(jìn)行回流焊接時(shí)，會(huì)導(dǎo)致虛焊，所以當(dāng)焊盤出現(xiàn)氧化時(shí)，需先烘干處理，如果氧化嚴(yán)重則需放棄使用。

焊料問題

焊料質(zhì)量對(duì)于形成良好的焊接至關(guān)重要。低質(zhì)量的焊料可能導(dǎo)致焊點(diǎn)不牢固、潤(rùn)濕性差等問題。此外，過期的焊料可能會(huì)導(dǎo)致錫膏活性降低，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。

錫膏印刷過程問題

錫膏打印不準(zhǔn)確、錫膏厚度不均勻等問題會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。例如，錫膏打印偏移可能導(dǎo)致焊盤上的錫膏量不足，進(jìn)而導(dǎo)致虛焊現(xiàn)象。

貼片元件問題

貼片元件的質(zhì)量和狀態(tài)對(duì)于形成良好的焊接關(guān)系至關(guān)重要。元件端面的氧化、污染或損傷可能導(dǎo)致潤(rùn)濕性下降，從而影響焊接質(zhì)量。

焊接過程問題

焊接過程中的溫度、時(shí)間等參數(shù)對(duì)于形成良好的焊接至關(guān)重要。過高或過低的溫度可能導(dǎo)致焊點(diǎn)不牢固，而時(shí)間過長(zhǎng)可能導(dǎo)致焊盤和元件受熱損傷。此外，爐溫曲線的不合理設(shè)定也可能導(dǎo)致虛焊現(xiàn)象。

設(shè)備問題

貼片設(shè)備的精度和穩(wěn)定性對(duì)于保證生產(chǎn)質(zhì)量至關(guān)重要。設(shè)備老化、磨損、校準(zhǔn)不準(zhǔn)確等問題可能導(dǎo)致貼片位置偏移、元件擺動(dòng)等現(xiàn)象，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。

人為因素

操作人員的技能和經(jīng)驗(yàn)對(duì)于SMT貼片加工質(zhì)量也具有重要影響。操作不當(dāng)、參數(shù)設(shè)置不合理等問題可能導(dǎo)致虛焊現(xiàn)象。

PCB焊盤設(shè)計(jì)缺陷

某些PCB線路板在設(shè)計(jì)過程中，因空間比較小，過孔只能打在焊盤上，但焊膏具有流動(dòng)性，可能會(huì)滲入孔內(nèi)，導(dǎo)致回流焊接出現(xiàn)焊膏缺失情況，所以當(dāng)引腳吃錫不足時(shí)會(huì)導(dǎo)致虛焊。

總之，SMT貼片加工過程中產(chǎn)生虛焊的原因多種多樣，要有效地預(yù)防和解決虛焊現(xiàn)象，需要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合分析和改進(jìn)。通過優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高原材料質(zhì)量、嚴(yán)格設(shè)備維護(hù)和操作管理等措施，可以降低虛焊發(fā)生的概率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

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關(guān)于SMT貼片與DIP插件元器件PCBA焊接虛焊， 成因固然繁雜紛擾，尚若匯總分析并不復(fù)雜：

1. 元件焊錫性不良引起的虛焊(包含功能模塊焊錫性不良)

2. PCB焊錫性不良引起的虛焊

3. 共面性引起的虛焊

4. 焊錫膏性能不足引起的虛焊(包含錫膏變質(zhì))

5. 工藝管控不當(dāng)引起的虛焊

------ 此種最復(fù)雜，包含錫膏在鋼板上有效使用壽命;鋼板開孔大小與錫膏顆粒度選擇;印刷少錫、拉尖、馬鞍形、屋頂型等多種;

------人員操作不當(dāng)如抹板、錫膏內(nèi)加助焊劑或稀釋劑、貼裝高度不合適、貼裝偏位、錫膏印刷后板子停留在室溫下時(shí)間過久、Reflow溫度曲線設(shè)置不當(dāng)、離子風(fēng)扇使用不當(dāng)、車間環(huán)境落塵不合格、車間溫濕度管控不合格、MSD元件使用管控失效等等。

虛焊和假焊是SMT回流焊接和THT波峰焊焊接中最常見的兩種不良現(xiàn)象，造成這類現(xiàn)象的原因不是單一的，預(yù)防的措施也不是單一的。

虛焊

影響因素

1.元件和焊盤可焊性差或受污染;

2.溫度設(shè)置不當(dāng);

3.印刷少錫、漏錫;

4.元件引腳共面性差或變形;

5.錫粉氧化或焊劑活性不足;

6.PCB板受熱變形引起共面性差。

改善對(duì)策

1.改善元件和焊盤可焊性;

2.調(diào)整回流焊溫度曲線;

3.改善印刷工藝;

4.換元件或改善作業(yè)員操作工藝;

5.加強(qiáng)焊膏活性;

6.采用治具過爐或增加PCB 板厚度。

虛焊和假焊的定義 :

虛焊是指元件引腳、焊端、PCB焊盤處上錫不充分，焊錫在此處的潤(rùn)濕角大于90°，而且只有少量的焊錫潤(rùn)濕引腳、焊端、PCB焊盤，造成接觸不良而時(shí)通時(shí)斷。

假焊是指元件引腳、焊端上錫良好，從表面上看已形成了良好焊點(diǎn)，而焊點(diǎn)內(nèi)部焊錫與PCB焊盤之間沒有形成良好焊接，當(dāng)焊點(diǎn)受到外力時(shí)就可以從焊盤輕易脫離。

影響因素

1.溫度設(shè)計(jì)不當(dāng);

2.錫膏解凍不充分;

3.錫膏變質(zhì)。

改善對(duì)策

1.調(diào)整溫度曲線;

2.正確使用錫膏;

3.更換錫膏。

虛焊的判斷

1. 人工目視(含用放大鏡、顯微鏡)檢驗(yàn)。當(dāng)目視發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)焊料過少焊錫浸潤(rùn)不良，或焊點(diǎn) 中間有斷縫，或焊錫表面呈凸球狀，或焊錫與SMD不相親融等，就要引起注意了，即便輕微的現(xiàn)象也會(huì)造成隱患，應(yīng)立即判斷是否是存在批次虛焊問題。判斷的方法是：看看是否較多PCB上同一位置的焊點(diǎn)都有問題，如只是個(gè)別PCB上的問題，可能是焊膏被刮蹭、引腳變形等原因，如在很多PCB上同一位置都有問題，此時(shí)很可能是元件不好或焊盤有問題造成的。

2. 導(dǎo)入X-RAY無損射線檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)

3. 導(dǎo)入AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀代替人工自動(dòng)檢測(cè)。

虛焊的原因及解決

1. 焊盤設(shè)計(jì)有缺陷。焊盤上不應(yīng)存在通孔，通孔會(huì)使焊錫流失造成焊料不足;焊盤間距、面積也需要標(biāo)準(zhǔn)匹配，否則應(yīng)盡早更正設(shè)計(jì)。

2. PCB板有氧化現(xiàn)象，即焊盤發(fā)烏不亮。如有氧化現(xiàn)象，可用橡皮擦去氧化層，使其亮光重現(xiàn)。PCB板受潮，如懷疑可放在干燥箱內(nèi)烘干。PCB板有油漬、汗?jié)n等污染，此時(shí)要用無水乙醇清洗干凈。

3.印過焊膏的PCB，焊膏被刮、蹭，使相關(guān)焊盤上的焊膏量減少，使焊料不足。應(yīng)及時(shí)補(bǔ)足。補(bǔ)的方法可用點(diǎn)膠機(jī)或用竹簽挑少許補(bǔ)足。

4. SMD(表貼元器件)質(zhì)量不好、過期、氧化、變形，造成虛焊。這是較多見的原因。

(1)氧化的元件發(fā)烏不亮。氧化物的熔點(diǎn)升高，此時(shí)用三百多度度的電鉻鐵加上松香型的助焊劑能焊接，但用二百多度的SMT回流焊再加上使用腐蝕性較弱的免清洗焊膏就難以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊爐焊接。買元件時(shí)一定要看清是否有氧化的情況，且買回來后要及時(shí)使用。同理，氧化的焊膏也不能使用。

(2)多條腿的表面貼裝元件，其腿細(xì)小，在外力的作用下極易變形，一旦變形，肯定會(huì)發(fā)生虛焊或缺焊的現(xiàn)象，所以貼前焊后要認(rèn)真檢查及時(shí)修復(fù)。

(3)印過焊膏的PCB，焊膏被刮、蹭，使相關(guān)焊盤上的焊膏量減少，使焊料不足,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)足。

虛焊和假焊預(yù)防措施：

(1) 嚴(yán)格管理供應(yīng)商，確保物料品質(zhì)穩(wěn)定;

(2) 元件、PCB等先到先用，嚴(yán)格進(jìn)行防潮，保證有效期內(nèi)使用;

(3) 若PCB受污染或過期氧化，需進(jìn)行一定清洗才可使用;

(4) 清理錫爐、流道及噴嘴處氧化物，保證流動(dòng)焊錫清潔;

(5) 采用三層端頭結(jié)構(gòu)電極，保證能經(jīng)受兩次以上260℃波峰焊接的溫度沖擊;

(6) 對(duì)于熱容較大的元件和PCB焊盤，進(jìn)行預(yù)熱方式的改進(jìn)和一定的熱補(bǔ)性;

(7) 選擇活性較強(qiáng)的助焊劑，并保證助焊劑按操作規(guī)定儲(chǔ)存和使用;

(8) 設(shè)置合適的預(yù)熱溫度，防止助焊劑提前老化。

虛焊現(xiàn)象成因復(fù)雜，影響面廣，隱蔽性大，因此造成的損失也大。在實(shí)際工作中為了查找一個(gè)虛焊點(diǎn)，往往要花費(fèi)不少的人力和物力，而且根治措施涉及面廣，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的解決措施也是不容易的。為此，虛焊問題一直是電子行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。 引用SJ標(biāo)準(zhǔn)和QJ標(biāo)準(zhǔn)，虛焊有隱形虛焊和顯形虛焊，是指在焊接參數(shù)正常的情況下，焊料與被焊接金屬的表面沒有形成合金層，只是簡(jiǎn)單的依附在焊接件表面所造成的缺陷，都可定義為虛焊(Pseudo soldering)，這是目前對(duì)虛焊定義最具權(quán)威性的詮釋。其實(shí)假焊的本質(zhì)也是一樣，只是發(fā)生原因會(huì)有幾多。其實(shí)這些都是俗語，非術(shù)語。文章中的定義是對(duì)主要特征和外部形態(tài)缺乏了解，是不能以局部的外部形態(tài)來取代內(nèi)部的主要特征。

冷焊與虛焊造成的質(zhì)量后果表現(xiàn)形式相似，但形成機(jī)理卻不一樣，不通過視覺圖像甄別，就很難將虛焊和冷焊區(qū)分開來。在生產(chǎn)過程中很難完全暴露出來，往往要到用戶使用一段時(shí)間(短則幾天，長(zhǎng)則數(shù)月甚至一年)后才能暴露無遺。因此，不僅造成的影響極壞，而且后果也是嚴(yán)重的。

審核編輯：湯梓紅