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虛焊是常見的一種線路故障,有兩種,一種是在生產(chǎn)過程中的,因生產(chǎn)工藝不當(dāng)引起的,時(shí)通時(shí)不通的不穩(wěn)定狀態(tài);另外一種是電器經(jīng)過長(zhǎng)期使用,一些發(fā)熱較嚴(yán)重的零件,其焊腳處的焊點(diǎn)極容易出現(xiàn)老化剝離現(xiàn)象所引起的。
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以及焊接時(shí)間過短所引起的。所謂“焊點(diǎn)的后期失效”,是指表面上看上去焊點(diǎn)質(zhì)量尚可,不存在“搭焊”、“半點(diǎn)焊”、“拉尖”、“露銅”等焊接疵點(diǎn),在車間生產(chǎn)時(shí),裝成的整機(jī)并無毛病,但到用戶使用一段時(shí)間后,由于焊接不良,導(dǎo)電性能差而產(chǎn)生的故障卻時(shí)有發(fā)生,是造成早期返修率高的原因之一。
虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的,它的焊點(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)時(shí)好時(shí)壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象,噪聲增加而沒有規(guī)律性,給電路的調(diào)試、使用和維護(hù)帶來重大隱患。此外,也有一部分虛焊點(diǎn)在電路開始工作的一段較長(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)境條件推選用下,接觸表面逐步被氧化,接觸慢慢地變得不完全起來。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。這一過程有時(shí)可長(zhǎng)達(dá)一、二年。
據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,在電子整機(jī)產(chǎn)品故障中,有將近一半是由于焊接不良引起的,然而,要從一臺(tái)成千上萬個(gè)焊點(diǎn)的電子設(shè)備里找出引起故障的虛焊點(diǎn)來,這并不是一件容易的事。所以,虛焊是電路可靠性的一大隱患,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。
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外觀檢查 | 導(dǎo)通阻值測(cè)試 | 絕緣阻值測(cè)試 | 3D X-ray觀察 | C-SAM掃描觀察 |
CT掃描觀察 | 微切片分析 | SEM觀察 | 斷面離子研磨(CP) | 異物成份分析 |
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1、基材對(duì)虛焊的影響
焊盤、元器件的表面氧化嚴(yán)重、生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過程中造成的表面污損、焊接面金屬材質(zhì)不合格,都將影響助焊劑對(duì)焊接表面的除氧能力。如果焊接表面金屬氧化物不能完全去除,將形成潤(rùn)濕不良或完全不潤(rùn)焊,焊點(diǎn)界面不能形成金屬化合物層,就造成虛焊。
基板、元器件變形,使元器件焊接端不能很好地與焊錫膏接觸,焊接時(shí)易產(chǎn)生立碑、虛焊。
2、焊錫膏對(duì)虛焊的影響
焊錫膏由助焊劑與焊錫粉混合而成,是焊接工藝中的關(guān)鍵材料。
焊錫粉作為金屬釬料,熔點(diǎn)較低,在常溫下保持較穩(wěn)定的理化特性,而在高溫熔融狀況下,表現(xiàn)較為活躍,容易與常用電子導(dǎo)電材料(Cu、Ni、Ag、Au等)發(fā)生反應(yīng),生成金屬化合物,形成良好的焊點(diǎn),smt貼片打樣廠家一般采用錫及其合金。焊料合金中如果摻入有害雜質(zhì)或合金成份比例不達(dá)標(biāo),將使焊料合金的理化性能發(fā)生改變。合金的熔點(diǎn)、熔程發(fā)生變化,潤(rùn)濕能力下降,在焊接過程中容易產(chǎn)生虛焊。焊錫粉的氧含量過高,消耗過多助焊劑活性成份,也會(huì)造成因活性降低而產(chǎn)生的虛焊。
助焊劑的作用是在焊接過程中,始終保持一定的活性,能不斷地將焊接范圍內(nèi)的金屬氧化物還原,并且還原速度不能小于焊接過程中金屬因高溫而氧化的速度。如果助焊劑在焊接過程某一時(shí)間的活性減弱或消失,焊料對(duì)被焊金屬表面的潤(rùn)濕將無法繼續(xù)進(jìn)行,從而形成不潤(rùn)濕或退潤(rùn)濕現(xiàn)象,產(chǎn)生虛焊缺陷。如果焊錫膏助焊劑中活性太強(qiáng),焊錫粉與助焊劑中的酸性物質(zhì)反應(yīng)加劇,錫膏粘度上升直至發(fā)干,錫膏的儲(chǔ)存和使用壽命減少或失效。發(fā)干的錫膏會(huì)堵塞網(wǎng)孔,造成少錫膏、漏印,焊接中因缺少錫膏而產(chǎn)生空焊或虛焊。
觸變性能不好的焊錫膏,也會(huì)因印刷不良而產(chǎn)生焊接缺陷。
3、制程工藝對(duì)虛焊的影響
印刷工藝參數(shù)調(diào)整不合適也會(huì)導(dǎo)致虛焊的產(chǎn)生。印刷偏移,錫膏未印在焊盤上規(guī)定位置,元器件無法很好地與錫膏接觸,易產(chǎn)生立碑或虛焊。堵網(wǎng)使焊盤上錫膏量減少,或漏印,因焊盤與元器件之間仍有一定距離,如果沒有足夠的焊料金屬填充,則無法形成良好焊點(diǎn),產(chǎn)生虛焊缺陷。刮刀壓力過大,也會(huì)造成少錫膏現(xiàn)象。
貼片偏移導(dǎo)致元器件不能正確地貼在錫膏上,焊接時(shí)易產(chǎn)生虛焊。貼片壓力過小,元器件沒有很好地依靠粘著力被錫膏固定在焊盤上,過回流爐時(shí)受熱風(fēng)吹、輸送軌道或網(wǎng)帶振動(dòng)等因素影響,易發(fā)生偏移而導(dǎo)致虛焊。
回流溫度設(shè)置不合理也會(huì)導(dǎo)致虛焊。預(yù)熱溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng),助焊劑中活性成份在焊接前消耗大部分,焊接時(shí)助焊能力下降導(dǎo)致虛焊;預(yù)熱溫度過低、時(shí)間過短,助焊劑不能在焊接前去除金屬表面氧化層,焊接時(shí)產(chǎn)生不潤(rùn)濕現(xiàn)象,導(dǎo)致虛焊。焊接溫度過低、時(shí)間過短,焊料金屬未能完全熔融,或熔化時(shí)間短,焊料金屬與被焊金屬表面不能形成均勻的金屬化合物層,形成裂縫或虛焊;焊接溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng),助焊劑中活性成分揮發(fā)加快,金屬表面迅速形成新的氧化層,影響焊料潤(rùn)濕效果,產(chǎn)生虛焊。
4、設(shè)備對(duì)虛焊的影響
設(shè)備的精度、安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)不符合要求,因印刷、貼片不良而造成虛焊。回流爐熱風(fēng)溫度波動(dòng)過大、熱電偶精度不夠使溫度偏離工藝參數(shù)、傳輸系統(tǒng)振動(dòng)過大導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生擾錫,等等原因都有可能導(dǎo)致虛焊。
5、設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生虛焊
PCB板在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)元器件的布局未考慮回流時(shí)熱風(fēng)的通道,使回流焊接過程中部分焊點(diǎn)熱風(fēng)受阻,溫度不能達(dá)到焊接要求,因而產(chǎn)生虛焊。
吸熱較多的大元器件集中布置在PCB板上某一位置,導(dǎo)至該處焊點(diǎn)升溫速度慢,實(shí)際焊接溫度低、焊接時(shí)間短,造成虛焊。
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