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焊接是制造電子產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)之一，如果沒(méi)有相應(yīng)的工藝質(zhì)量保證，任何一個(gè)設(shè)計(jì)精良的電子產(chǎn)品都難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在科研開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)試制、技術(shù)革新的過(guò)程中制作一、兩塊電路板，不可能也沒(méi)有必要采用自動(dòng)設(shè)備，經(jīng)常需要進(jìn)行手工裝焊。在大量生產(chǎn)中，從元器件的篩選測(cè)試，到電路板的裝配焊接，都是由自動(dòng)化機(jī)械來(lái)完成的，例如自動(dòng)測(cè)試機(jī)、元件清洗機(jī)、搪錫機(jī)、整形機(jī)、插裝機(jī)、波峰焊機(jī)、剪腿機(jī)、印制板清洗機(jī)等。這些由計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)設(shè)備，在現(xiàn)代化的大規(guī)模電子產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，有利于保證工藝條件和裝焊操作的一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。5.2.1 焊接分類(lèi)與錫焊的條件5.2.1.1 焊接的分類(lèi)焊接技術(shù)在電子工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，在電子產(chǎn)品制造過(guò)程中，幾乎各種焊接方法都要用到，但使用最普遍、最有代表性的是錫焊方法。錫焊是焊接的一種，它是將焊件和熔點(diǎn)比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度，在焊件不熔化的情況下，焊料熔化并浸潤(rùn)焊接面，依靠二者原子的擴(kuò)散形成焊件的連接。其主要特征有以下三點(diǎn)：⑴ 焊料熔點(diǎn)低于焊件；⑵ 焊接時(shí)將焊料與焊件共同加熱到錫焊溫度，焊料熔化而焊件不熔化；⑶ 焊接的形成依靠熔化狀態(tài)的焊料浸潤(rùn)焊接面，由毛細(xì)作用使焊料進(jìn)入焊件的間隙，形成一個(gè)合金層，從而實(shí)現(xiàn)焊件的結(jié)合。除了含有大量鉻、鋁等元素的一些合金材料不宜采用錫焊焊接外，其它金屬材料大都可以采用錫焊焊接。錫焊方法簡(jiǎn)便，只需要使用簡(jiǎn)單的工具（如電烙鐵）即可完成焊接、焊點(diǎn)整修、元器件拆換、重新焊接等工藝過(guò)程。此外，錫焊還具有成本低、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，在電子工程技術(shù)里，它是使用最早、最廣、占比重最大的焊接方法。5.2.1.2 錫焊必須具備的條件焊接的物理基礎(chǔ)是“浸潤(rùn)”，浸潤(rùn)也叫“潤(rùn)濕”。要解釋浸潤(rùn)，先從荷葉上的水珠說(shuō)起：荷葉表面有一層不透水的臘質(zhì)物質(zhì)，水的表面張力使它保持珠狀，在荷葉上滾動(dòng)而不能攤開(kāi)，這種狀態(tài)叫做不能浸潤(rùn)；反之，假如液體在與固體的接觸面上攤開(kāi)，充分鋪展接觸，就叫做浸潤(rùn)。錫焊的過(guò)程，就是通過(guò)加熱，讓鉛錫焊料在焊接面上熔化、流動(dòng)、浸潤(rùn)，使鉛錫原子滲透到銅母材（導(dǎo)線、焊盤(pán)）的表面內(nèi)，并在兩者的接觸面上形成Cu6-Sn5的脆性合金層。在焊接過(guò)程中，焊料和母材接觸所形成的夾角叫做浸潤(rùn)角，如圖5.13中的。(a)圖中，當(dāng) 時(shí)，焊料與母材沒(méi)有浸潤(rùn)，不能形成良好的焊點(diǎn)；(b)圖中，當(dāng)時(shí)，焊料與母材浸潤(rùn)，能夠形成良好的焊點(diǎn)。仔細(xì)觀察焊點(diǎn)的浸潤(rùn)角，就能判斷焊點(diǎn)的質(zhì)量。
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圖5.9 浸潤(rùn)與浸潤(rùn)角顯然，如果焊接面上有阻隔浸潤(rùn)的污垢或氧化層，不能生成兩種金屬材料的合金層，或者溫度不夠高使焊料沒(méi)有充分熔化，都不能使焊料浸潤(rùn)。進(jìn)行錫焊，必須具備的條件有以下幾點(diǎn)：⑴ 焊件必須具有良好的可焊性所謂可焊性是指在適當(dāng)溫度下，被焊金屬材料與焊錫能形成良好結(jié)合的合金的性能。不是所有的金屬都具有好的可焊性，有些金屬如鉻、鉬、鎢等的可焊性就非常差；有些金屬的可焊性又比較好，如紫銅、黃銅等。在焊接時(shí)，由于高溫使金屬表面產(chǎn)生氧化膜，影響材料的可焊性。為了提高可焊性，可以采用表面鍍錫、鍍銀等措施來(lái)防止材料表面的氧化。⑵ 焊件表面必須保持清潔為了使焊錫和焊件達(dá)到良好的結(jié)合，焊接表面一定要保持清潔。即使是可焊性良好的焊件，由于儲(chǔ)存或被污染，都可能在焊件表面產(chǎn)生對(duì)浸潤(rùn)有害的氧化膜和油污。在焊接前務(wù)必把污膜清除干凈，否則無(wú)法保證焊接質(zhì)量。金屬表面輕度的氧化層可以通過(guò)焊劑作用來(lái)清除，氧化程度嚴(yán)重的金屬表面，則應(yīng)采用機(jī)械或化學(xué)方法清除，例如進(jìn)行刮除或酸洗等。⑶ 要使用合適的助焊劑助焊劑的作用是清除焊件表面的氧化膜。不同的焊接工藝，應(yīng)該選擇不同的助焊劑，如鎳鉻合金、不銹鋼、鋁等材料，沒(méi)有專(zhuān)用的特殊焊劑是很難實(shí)施錫焊的。在焊接印制電路板等精密電子產(chǎn)品時(shí)，為使焊接可靠穩(wěn)定，通常采用以松香為主的助焊劑。一般是用酒精將松香溶解成松香水使用。⑷ 焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟群附訒r(shí)，熱能的作用是熔化焊錫和加熱焊接對(duì)象，使錫、鉛原子獲得足夠的能量滲透到被焊金屬表面的晶格中而形成合金。焊接溫度過(guò)低，對(duì)焊料原子滲透不利，無(wú)法形成合金，極易形成虛焊；焊接溫度過(guò)高，會(huì)使焊料處于非共晶狀態(tài)，加速焊劑分解和揮發(fā)速度，使焊料品質(zhì)下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致印制電路板上的焊盤(pán)脫落。需要強(qiáng)調(diào)的是，不但焊錫要加熱到熔化，而且應(yīng)該同時(shí)將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度。⑸ 合適的焊接時(shí)間焊接時(shí)間是指在焊接全過(guò)程中，進(jìn)行物理和化學(xué)變化所需要的時(shí)間。它包括被焊金屬達(dá)到焊接溫度的時(shí)間、焊錫的熔化時(shí)間、助焊劑發(fā)揮作用及生成金屬合金的時(shí)間幾個(gè)部分。當(dāng)焊接溫度確定后，就應(yīng)根據(jù)被焊件的形狀、性質(zhì)、特點(diǎn)等來(lái)確定合適的焊接時(shí)間。焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易損壞元器件或焊接部位；過(guò)短，則達(dá)不到焊接要求。一般，每個(gè)焊點(diǎn)焊接一次的時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)5s。5.2.2 焊接前的準(zhǔn)備——鍍錫為了提高焊接的質(zhì)量和速度，避免虛焊等缺陷，應(yīng)該在裝配以前對(duì)焊接表面進(jìn)行可焊性處理——鍍錫。沒(méi)有經(jīng)過(guò)清洗并涂覆助焊劑的印制電路板，要按照第5章里介紹過(guò)的方法進(jìn)行處理。在電子元器件的待焊面（引線或其它需要焊接的地方）鍍上焊錫，是焊接之前一道十分重要的工序，尤其是對(duì)于一些可焊性差的元器件，鍍錫更是至關(guān)緊要的。專(zhuān)業(yè)電子生產(chǎn)廠家都備有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備進(jìn)行可焊性處理。鍍錫也叫“搪錫”，實(shí)際就是液態(tài)焊錫對(duì)被焊金屬表面浸潤(rùn)，形成一層既不同于被焊金屬又不同于焊錫的結(jié)合層。由這個(gè)結(jié)合層將焊錫與待焊金屬這兩種性能、成分都不相同的材料牢固連接起來(lái)。5.2.3 手工烙鐵焊接的基本技能使用電烙鐵進(jìn)行手工焊接，掌握起來(lái)并不困難，但是又有一定的技術(shù)要領(lǐng)。長(zhǎng)期從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)的人們是從四個(gè)方面提高焊接的質(zhì)量：材料、工具、方法、操作者。其中最主要的當(dāng)然還是人的技能。沒(méi)有經(jīng)過(guò)相當(dāng)時(shí)間的焊接實(shí)踐和用心體驗(yàn)、領(lǐng)會(huì)，就不能掌握焊接的技術(shù)要領(lǐng)；即使是從事焊接工作較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)工人，也不能保證每個(gè)焊點(diǎn)的質(zhì)量完全一致。只有充分了解焊接原理再加上用心實(shí)踐，才有可能在較短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)焊接的基本技能。下面介紹的一些具體方法和注意要點(diǎn)，都是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是初學(xué)者迅速掌握焊接技能的捷徑。初學(xué)者應(yīng)該勤于練習(xí)，不斷提高操作技藝，不能把焊接質(zhì)量問(wèn)題留到整機(jī)電路調(diào)試的時(shí)候再去解決。5.2.3.1 焊接操作的正確姿勢(shì)掌握正確的操作姿勢(shì)，可以保證操作者的身心健康，減輕勞動(dòng)傷害。為減少焊劑加熱時(shí)揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人的危害，減少有害氣體的吸入量，一般情況下，烙鐵到鼻子的距離應(yīng)該不少于20cm，通常以30cm為宜。電烙鐵有三種握法，如圖5.15所示。
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圖5.10 握電烙鐵的手法示意
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圖5.11 焊錫絲的拿法反握法的動(dòng)作穩(wěn)定，
長(zhǎng)時(shí)間操作不易疲勞，適于大功率烙鐵的操作；正握法適于中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作；一般在操作臺(tái)上焊接印制板等焊件時(shí)，多采用握筆法。焊錫絲一般有兩種拿法，如圖5.16所示。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛，而鉛是對(duì)人體有害的一種重金屬，因此操作時(shí)應(yīng)該戴手套或在操作后洗手，避免食入鉛塵。電烙鐵使用以后，一定要穩(wěn)妥地插放在烙鐵架上，并注意導(dǎo)線等其他雜物不要碰到烙鐵頭，以免燙傷導(dǎo)線，造成漏電等事故。5.2.3.2 手工焊接操作的基本步驟掌握好電烙鐵的溫度和焊接時(shí)間，選擇恰當(dāng)?shù)睦予F頭和焊點(diǎn)的接觸位置，才可能得到良好的焊點(diǎn)。正確的手工焊接操作過(guò)程可以分成五個(gè)步驟，如圖5.17所示。⑴ 步驟一：準(zhǔn)備施焊（圖(a)）左手拿焊絲，右手握烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無(wú)焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。⑵ 步驟二：加熱焊件（圖(b)）烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加熱整個(gè)焊件全體，時(shí)間大約為1～2秒鐘。對(duì)于在印制板上焊接元器件來(lái)說(shuō)，要注意使烙鐵頭同時(shí)接觸兩個(gè)被焊接物。例如，圖(b)中的導(dǎo)線與接線柱、元器件引線與焊盤(pán)要同時(shí)均勻受熱。⑶ 步驟三：送入焊絲（圖(c)）焊件的焊接面被加熱到一定溫度時(shí)，焊錫絲從烙鐵對(duì)面接觸焊件。注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上！⑷ 步驟四：移開(kāi)焊絲（圖(d)）當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開(kāi)焊絲。⑸ 步驟五：移開(kāi)烙鐵（圖(e)）焊錫浸潤(rùn)焊盤(pán)和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移開(kāi)烙鐵，結(jié)束焊接。從第三步開(kāi)始到第五步結(jié)束，時(shí)間大約也是1~2s。
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圖5.12 錫焊五步操作法對(duì)于熱容量小的焊件，例如印制板上較細(xì)導(dǎo)線的連接，可以簡(jiǎn)化為三步操作。① 準(zhǔn)備：同以上步驟一；② 加熱與送絲：烙鐵頭放在焊件上后即放入焊絲。③ 去絲移烙鐵：焊錫在焊接面上浸潤(rùn)擴(kuò)散達(dá)到預(yù)期范圍后，立即拿開(kāi)焊絲并移開(kāi)烙鐵，并注意移去焊絲的時(shí)間不得滯后于移開(kāi)烙鐵的時(shí)間。對(duì)于吸收低熱量的焊件而言，上述整個(gè)過(guò)程的時(shí)間不過(guò)2~4s，各步驟的節(jié)奏控制，順序的準(zhǔn)確掌握，動(dòng)作的熟練協(xié)調(diào)，都是要通過(guò)大量實(shí)踐并用心體會(huì)才能解決的問(wèn)題。有人總結(jié)出了在五步驟操作法中用數(shù)秒的辦法控制時(shí)間：烙鐵接觸焊點(diǎn)后數(shù)一、二（約2s），送入焊絲后數(shù)三、四，移開(kāi)烙鐵，焊絲熔化量要靠觀察決定。此辦法可以參考，但由于烙鐵功率、焊點(diǎn)熱容量的差別等因素，實(shí)際掌握焊接火候并無(wú)定章可循，必須具體條件具體對(duì)待。試想，對(duì)于一個(gè)熱容量較大的焊點(diǎn)，若使用功率較小的烙鐵焊接時(shí)，在上述時(shí)間內(nèi)，可能加熱溫度還不能使焊錫熔化，焊接就無(wú)從談起。5.2.3.3 焊接溫度與加熱時(shí)間在介紹錫焊的機(jī)理和條件時(shí)，已經(jīng)不止一次講到，適當(dāng)?shù)臏囟葘?duì)形成良好的焊點(diǎn)是必不可少的。這個(gè)溫度究竟如何掌握呢？當(dāng)然，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，可以很清楚地查出不同的焊件材料所需要的最佳溫度，得到有關(guān)曲線。但是，在一般的焊接過(guò)程中，不可能使用溫度計(jì)之類(lèi)的儀表來(lái)隨時(shí)檢測(cè)，而是希望用更直觀明確的方法來(lái)了解焊件溫度。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出，烙鐵頭在焊件上停留的時(shí)間與焊件溫度的升高是正比關(guān)系。同樣的烙鐵，加熱不同熱容量的焊件時(shí)，想達(dá)到同樣的焊接溫度，可以通過(guò)控制加熱時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)踐中又不能僅僅依此關(guān)系決定加熱時(shí)間。例如，用小功率烙鐵加熱較大的焊件時(shí)，無(wú)論烙鐵停留的時(shí)間多長(zhǎng)，焊件的溫度也升不上去，原因是烙鐵的供熱容量小于焊件和烙鐵在空氣中散失的熱量。此外，為防止內(nèi)部過(guò)熱損壞，有些元器件也不允許長(zhǎng)期加熱。加熱時(shí)間對(duì)焊件和焊點(diǎn)的影響及其外部特征是什么呢？如果加熱時(shí)間不足，會(huì)使焊料不能充分浸潤(rùn)焊件，形成松香夾渣而虛焊。反之，過(guò)量的加熱，除有可能造成元器件損壞以外，還有如下危害和外部特征：⑴ 焊點(diǎn)的外觀變差。如果焊錫已經(jīng)浸潤(rùn)焊件以后還繼續(xù)進(jìn)行過(guò)量的加熱，將使助焊劑全部揮發(fā)，造成熔態(tài)焊錫過(guò)熱，降低浸潤(rùn)性能；當(dāng)烙鐵離開(kāi)時(shí)容易拉出錫尖，同時(shí)焊點(diǎn)表面發(fā)白，出現(xiàn)粗糙顆粒，失去光澤。⑵ 高溫造成所加松香助焊劑的分解炭化。松香一般在210℃開(kāi)始分解，不僅失去助焊劑的作用，而且在焊點(diǎn)內(nèi)形成炭渣而成為夾渣缺陷。如果在焊接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)松香發(fā)黑，肯定是加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所致。⑶ 過(guò)量的受熱會(huì)破壞印制板上銅箔的粘合層，導(dǎo)致銅箔焊盤(pán)的剝落。因此，在適當(dāng)?shù)募訜釙r(shí)間里，準(zhǔn)確掌握加熱火候是優(yōu)質(zhì)焊接的關(guān)鍵。5.2.3.4 手工焊接操作的具體手法在保證得到優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的目標(biāo)下，具體的焊接操作手法可以有所不同，但下面這些前人總結(jié)的方法，對(duì)初學(xué)者的指導(dǎo)作用是不可忽略的。⑴ 保持烙鐵頭的清潔焊接時(shí)，烙鐵頭長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，又接觸助焊劑等弱酸性物質(zhì)，其表面很容易氧化腐蝕并沾上一層黑色雜質(zhì)。這些雜質(zhì)形成隔熱層，妨礙了烙鐵頭與焊件之間的熱傳導(dǎo)。因此，要注意用一塊濕布或濕的木質(zhì)纖維海綿隨時(shí)擦拭烙鐵頭。對(duì)于普通烙鐵頭，在腐蝕污染嚴(yán)重時(shí)可以使用銼刀修去表面氧化層。對(duì)于長(zhǎng)壽命烙鐵頭，就絕對(duì)不能使用這種方法了。⑵ 靠增加接觸面積來(lái)加快傳熱加熱時(shí)，應(yīng)該讓焊件上需要焊錫浸潤(rùn)的各部分均勻受熱，而不是僅僅加熱焊件的一部分，更不要采用烙鐵對(duì)焊件增加壓力的辦法，以免造成損壞或不易覺(jué)察的隱患。有些初學(xué)者用烙鐵頭對(duì)焊接面施加壓力，企圖加快焊接，這是不對(duì)的。正確的方法是，要根據(jù)焊件的形狀選用不同的烙鐵頭，或者自己修整烙鐵頭，讓烙鐵頭與焊件形成面的接觸而不是點(diǎn)或線的接觸。這樣，就能大大提高傳熱效率。⑶ 加熱要靠焊錫橋在非流水線作業(yè)中，焊接的焊點(diǎn)形狀是多種多樣的，不大可能不斷更換烙鐵頭。要提高加熱的效率，需要有進(jìn)行熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵頭上保留少量焊錫，作為加熱時(shí)烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。由于金屬熔液的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣，使焊件很快就被加熱到焊接溫度。應(yīng)該注意，作為焊錫橋的錫量不可保留過(guò)多，不僅因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間存留在烙鐵頭上的焊料處于過(guò)熱狀態(tài)，實(shí)際已經(jīng)降低了質(zhì)量，還可能造成焊點(diǎn)之間誤連短路。⑷ 烙鐵撤離有講究烙鐵的撤離要及時(shí)，而且撤離時(shí)的角度和方向與焊點(diǎn)的形成有關(guān)。圖5.18所示為烙鐵不同的撤離方向?qū)更c(diǎn)錫量的影響。[url=]
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圖5.13 烙鐵撤離方向和焊點(diǎn)錫量的關(guān)系
⑸ 在焊錫凝固之前不能動(dòng)切勿使焊件移動(dòng)或受到振動(dòng)，特別是用鑷子夾住焊件時(shí)，一定要等焊錫凝固后再移走鑷子，否則極易造成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)疏松或虛焊。⑹ 焊錫用量要適中手工焊接常使用的管狀焊錫絲，內(nèi)部已經(jīng)裝有由松香和活化劑制成的助焊劑。焊錫絲的直徑有0.5、0.8、1.0、…、5.0mm等多種規(guī)格，要根據(jù)焊點(diǎn)的大小選用。一般，應(yīng)使焊錫絲的直徑略小于焊盤(pán)的直徑。見(jiàn)圖5.19，過(guò)量的焊錫不但無(wú)必要地消耗了焊錫，而且還增加焊接時(shí)間，降低工作速度。更為嚴(yán)重的是，過(guò)量的焊錫很容易造成不易覺(jué)察的短路故障。焊錫過(guò)少也不能形成牢固的結(jié)合，同樣是不利的。特別是焊接印制板引出導(dǎo)線時(shí)，焊錫用量不足，極容易造成導(dǎo)線脫落。
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圖5.14 焊點(diǎn)錫量的掌握⑺ 焊劑用量要適中適量的助焊劑對(duì)焊接非常有利。過(guò)量使用松香焊劑，焊接以后勢(shì)必需要擦除多余的焊劑，并且延長(zhǎng)了加熱時(shí)間，降低了工作效率。當(dāng)加熱時(shí)間不足時(shí)，又容易形成“夾渣”的缺陷。焊接開(kāi)關(guān)、接插件的時(shí)候，過(guò)量的焊劑容易流到觸點(diǎn)上，會(huì)造成接觸不良。合適的焊劑量，應(yīng)該是松香水僅能浸濕將要形成焊點(diǎn)的部位，不會(huì)透過(guò)印制板上的通孔流走。對(duì)使用松香芯焊絲的焊接來(lái)說(shuō)，基本上不需要再涂助焊劑。目前，印制板生產(chǎn)廠在電路板出廠前大多進(jìn)行過(guò)松香水噴涂處理，無(wú)需再加助焊劑。⑻ 不要使用烙鐵頭作為運(yùn)送焊錫的工具有人習(xí)慣到焊接面上進(jìn)行焊接，結(jié)果造成焊料的氧化。因?yàn)槔予F尖的溫度一般都在300℃以上，焊錫絲中的助焊劑在高溫時(shí)容易分解失效，焊錫也處于過(guò)熱的低質(zhì)量狀態(tài)。特別應(yīng)該指出的是，在一些陳舊的書(shū)刊中還介紹過(guò)用烙鐵頭運(yùn)送焊錫的方法，請(qǐng)讀者注意鑒別。5.2.4 焊點(diǎn)質(zhì)量及檢查對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量要求，應(yīng)該包括電氣接觸良好、機(jī)械結(jié)合牢固和美觀三個(gè)方面。保證焊點(diǎn)質(zhì)量最重要的一點(diǎn)，就是必須避免虛焊。5.2.4.1 虛焊產(chǎn)生的原因及其危害虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的，它使焊點(diǎn)成為有接觸電阻的連接狀態(tài)，導(dǎo)致電路工作不正常，出現(xiàn)連接時(shí)好時(shí)壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象，噪聲增加而沒(méi)有規(guī)律性，給電路的調(diào)試、使用和維護(hù)帶來(lái)重大隱患。此外，也有一部分虛焊點(diǎn)在電路開(kāi)始工作的一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，保持接觸尚好，因此不容易發(fā)現(xiàn)。但在溫度、濕度和振動(dòng)等環(huán)境條件的作用下，接觸表面逐步被氧化，接觸慢慢地變得不完全起來(lái)。虛焊點(diǎn)的接觸電阻會(huì)引起局部發(fā)熱，局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點(diǎn)情況進(jìn)一步惡化，最終甚至使焊點(diǎn)脫落，電路完全不能正常工作。這一過(guò)程有時(shí)可長(zhǎng)達(dá)一、二年，其原理可以用“原電池”的概念來(lái)解釋?zhuān)寒?dāng)焊點(diǎn)受潮使水汽滲入間隙后，水分子溶解金屬氧化物和污垢形成電解液，虛焊點(diǎn)兩側(cè)的銅和鉛錫焊料相當(dāng)于原電池的兩個(gè)電極，鉛錫焊料失去電子被氧化，銅材獲得電子被還原。在這樣的原電池結(jié)構(gòu)中，虛焊點(diǎn)內(nèi)發(fā)生金屬損耗性腐蝕，局部溫度升高加劇了化學(xué)反應(yīng)，機(jī)械振動(dòng)讓其中的間隙不斷擴(kuò)大，直到惡性循環(huán)使虛焊點(diǎn)最終形成斷路。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，在電子整機(jī)產(chǎn)品的故障中，有將近一半是由于焊接不良引起的。然而，要從一臺(tái)有成千上萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)的電子設(shè)備里，找出引起故障的虛焊點(diǎn)來(lái)，實(shí)在不是容易的事。所以，虛焊是電路可靠性的重大隱患，必須嚴(yán)格避免。進(jìn)行手工焊接操作的時(shí)候，尤其要加以注意。一般來(lái)說(shuō)，造成虛焊的主要原因是：焊錫質(zhì)量差；助焊劑的還原性不良或用量不夠；被焊接處表面未預(yù)先清潔好，鍍錫不牢；烙鐵頭的溫度過(guò)高或過(guò)低，表面有氧化層；焊接時(shí)間掌握不好，太長(zhǎng)或太短；焊接中焊錫尚未凝固時(shí)，焊接元件松動(dòng)。5.2.4.2 對(duì)焊點(diǎn)的要求⑴ 可靠的電氣連接焊接是電子線路從物理上實(shí)現(xiàn)電氣連接的主要手段。錫焊連接不是靠壓力，而是靠焊接過(guò)程形成的牢固連接的合金層達(dá)到電氣連接的目的。如果焊錫僅僅是堆在焊件的表面或只有少部分形成合金層，也許在最初的測(cè)試和工作中不會(huì)發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)存在問(wèn)題，但隨著條件的改變和時(shí)間的推移，接觸層氧化，脫離出現(xiàn)了，電路產(chǎn)生時(shí)通時(shí)斷或者干脆不工作，而這時(shí)觀察焊點(diǎn)外表，依然連接如初。這是電子產(chǎn)品工作中最頭疼的問(wèn)題，也是產(chǎn)品制造中必須十分重視的問(wèn)題。⑵ 足夠的機(jī)械強(qiáng)度焊接不僅起到電氣連接的作用，同時(shí)也是固定元器件，保證機(jī)械連接的手段。這就有個(gè)機(jī)械強(qiáng)度的問(wèn)題。作為錫焊材料的鉛錫合金，本身強(qiáng)度是比較低的，常用鉛錫焊料抗拉強(qiáng)度約為3~4.7kgf/cm，只有普通鋼材的10%。要想增加強(qiáng)度，就要有足夠的連接面積。如果是虛焊點(diǎn)，焊料僅僅堆在焊盤(pán)上，自然就談不到強(qiáng)度了。另外，在元器件插裝后把引線彎折，實(shí)行鉤接、絞合、網(wǎng)繞后再焊，也是增加機(jī)械強(qiáng)度的有效措施。造成強(qiáng)度較低的常見(jiàn)缺陷是因?yàn)楹稿a未流滿焊點(diǎn)或焊錫量過(guò)少，還可能因?yàn)楹附訒r(shí)焊料尚未凝固就發(fā)生件振動(dòng)而引起的焊點(diǎn)結(jié)晶粗大（像豆腐渣狀）或有裂紋。⑶ 光潔整齊的外觀良好的焊點(diǎn)要求焊料用量恰到好處，表面圓潤(rùn)，有金屬光澤。外表是焊接質(zhì)量的反映，注意：焊點(diǎn)表面有金屬光澤是焊接溫度合適、生成合金層的標(biāo)志，這不僅僅是美觀的要求。焊點(diǎn)的外觀檢查，除用目測(cè)（或借助放大鏡，顯微鏡觀測(cè)）焊點(diǎn)是否合乎上述標(biāo)準(zhǔn)以外，還包括從以下幾個(gè)方面對(duì)整塊印制電路板進(jìn)行焊接質(zhì)量的檢查：?沒(méi)有漏焊；?沒(méi)有焊料拉尖；?沒(méi)有焊料引起導(dǎo)線間短路（即所謂“橋接”）；?不損傷導(dǎo)線及元器件的絕緣層；?沒(méi)有焊料飛濺。檢查時(shí)，除目測(cè)外還要用指觸、鑷子撥動(dòng)、拉線等辦法檢查有無(wú)導(dǎo)線斷線、焊盤(pán)剝離等缺陷。5.2.4.3 典型焊點(diǎn)的形成及其外觀在單面和雙面（多層）印制電路板上，焊點(diǎn)的形成是有區(qū)別的：見(jiàn)圖5.20(a)，在單面板上，焊點(diǎn)僅形成在焊接面的焊盤(pán)上方；但在雙面板或多層板上，熔融的焊料不僅浸潤(rùn)焊盤(pán)上方，還由于毛細(xì)作用，滲透到金屬化孔內(nèi)，焊點(diǎn)形成的區(qū)域包括焊接面的焊盤(pán)上方、金屬化孔內(nèi)和元件面上的部分焊盤(pán)，如圖5.20(b)所示。無(wú)論采用設(shè)備焊接還是手工焊接雙面印制電路板，焊料都可能通過(guò)金屬化孔流向元件面：在手工焊接的時(shí)候，雙面板的焊接面朝上，熔融的焊料浸潤(rùn)焊盤(pán)后，焊料會(huì)由于重力的作用沿著金屬化孔流向元件面；采用波峰焊的時(shí)候，雙面板的焊接面朝下，噴涌的波峰壓力和插線孔的毛細(xì)作用也會(huì)使焊料流向元件面。焊料凝固后，孔內(nèi)和元件面焊盤(pán)上的焊料有助于提高電氣連接性能和機(jī)械強(qiáng)度。所以，設(shè)計(jì)雙面印制板的焊盤(pán)，直徑可以小一些，從而提高了雙面板的布線密度和裝配密度。不過(guò)，流到元件面的焊錫不能太多，以免在元件面上造成短路。
圖5.15 焊點(diǎn)的形成
圖5.16 典型焊點(diǎn)的外觀參見(jiàn)圖5.21，從外表直觀看典型焊點(diǎn)，對(duì)它的要求是：① 形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷，呈漫坡?tīng)�，以焊接�?dǎo)線為中心，對(duì)稱成裙形展開(kāi)。虛焊點(diǎn)的表面往往向外凸出，可以鑒別出來(lái)。② 焊點(diǎn)上，焊料的連接面呈凹形自然過(guò)渡，焊錫和焊件的交界處平滑，接觸角盡可能小。③ 表面平滑，有金屬光澤。④ 無(wú)裂紋、針孔、夾渣。5.2.4.4 通電檢查在外觀檢查結(jié)束以后認(rèn)為連線無(wú)誤，才可進(jìn)行通電檢查，這是檢驗(yàn)電路性能的關(guān)鍵。如果不經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的外觀檢查，通電檢查不僅困難較多，而且可能損壞設(shè)備儀器，造成安全事故。例如電源連接線虛焊，那么通電時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備加不上電，當(dāng)然無(wú)法檢查。通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷，例如用目測(cè)觀察不到的電路橋接，但對(duì)于內(nèi)部虛焊的隱患就不容易覺(jué)察。所以根本的問(wèn)題還是要提高焊接操作的技藝水平，不能把焊接問(wèn)題留給檢驗(yàn)工序去完成。 |
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