【lcd换灯管虚焊怎么解决】电子产品生产中虚拟焊接的分析与预防

据统计，电子产品故障中虚拟焊接钎焊失败的比重很大。据统计，电子整体产品故障中近一半是焊接不良造成的，几乎超过了电子零部件故障概率。降低了电子产品的可靠性，轻噪声增加了技术指标的劣化，中电路板无法完成设计功能，更严重的是，整个系统会在没有任何前兆的情况下突然崩溃。

在电子产品生产的测试和售后服务过程中，由于虚拟焊接造成的故障，技术人员会对时间和精力造成很大浪费，有时为了找到虚拟焊点，很少花一整天的时间。

在电子产品生产过程及维修过程中，即使各方面努力也无法治愈虚拟焊接现象，因此虚拟焊接一直是困扰电子行业的焦点问题。

笔者长期从事电子产品装载、电子电路测试、电子产品优化及电子产品系统维修，简单谈谈《电子产品生产中虚焊分析及预防》，以减少允许接触的风险，提高电子产品质量，抛砖引玉等，引起了人们对允许接触的广泛关注。(莎士比亚、温斯顿、电子产品、电子产品、电子产品、电子产品、电子产品、电子产品)

虚拟焊接：电子产品组装过程中出现的不良焊点之一，焊点的焊接界面上没有形成良好的金属间化合物(IMC)，从而在组件和基板之间形成不可靠的连接。(此处定义的虚拟焊缝表示PCBA中的钎焊虚拟焊缝。)。

原因：基板焊接面和电子元件焊接面可能被氧化或污染。焊料性能差，焊剂性能差，基板焊盘金属电镀不好。焊接参数(温度、时间)设置不正确。

影响：虚拟焊接使焊点处于具有接触电阻的连接状态，导致电路不能正常工作或在电气连接时无法通过的不稳定现象。电路中的噪音(特别是在通信电路中)不规则地增加，给电路的调试、使用和维护带来了巨大的危险。另外，有些虚拟焊点不容易找到，因为在电路开始工作的很长一段时间内保持电接触是很好的。但是，在温度变化、湿度变化、振动等环境条件下，接触表面逐渐氧化，接触逐渐不完全，从而导致电路“罢工”。另外，虚拟焊点的接触电阻会引起局部发热，局部温度升高会使不完全接触的焊点情况进一步恶化，最终导致焊点下降，电路无法完全工作。这个过程有时需要一两年的时间。

在电子产品生产和维护服务中，在数以千计的焊点电子设备中找到导致故障的虚拟焊点不是一件容易的事。因此，虚拟焊接是电路可靠性的一大危险，必须引起重视，研究其规律，采取措施，减少其危险。

虚拟焊接的特点：从电子产品测试的角度来看，一些虚拟焊接焊点显示出生产测试过程中无法通过的特性。故障更难找到，但故障焊点可以在工厂解决。另一个虚拟焊接焊点经常开放一年以上，可能导致产品停止工作，造成损失。

虚拟焊接具有隐蔽性、故障的偶然性、系统碰撞损失的严重性，不容忽视。

研究虚拟焊接的原因，减少其风险，是我国从电子制造大国向电子制造强国发展必须重视的重要课题。

虚拟焊接的原因大致分为几个方面：1、零件因素；第二，基板(通常是PCB)因素；三、通量、钎焊因素；四、工艺参数等因素。以下是详细的分析。

1部件因素引起的虚拟焊接和预防

零件可焊部分金属涂层厚度不足，氧化污染变形都可能导致虚拟焊接的结果。

1.1可焊部分的金属涂层厚度不足

一般来说，组件焊接面镀有厚度恒定、银白色的均匀焊接锡层，如果涂层太薄或不均匀，则铜基镀锡或钢铁基镀铜再镀一次，形成铜锡界面-锡界面为铜与锡之间相互接触形成的铜锡界面。如果两种金属长时间接触，会互相渗透，合金层扩散，锡层变薄，焊接面的焊接性下降。(焊接性是指金属表面被熔化焊料浸湿的能力。)购买长期合作良好的大型企业零部件，可以减少这一原因造成的虚拟焊接风险。

1.2零件钎焊表面氧化

电子零件由于保存时间长或保存条件不当，电子零件销或焊接端表面的氧化可能会导致虚拟焊接。氧化后，焊接面变成灰色、变黑，可以直观地检查比较严重的氧化，氧化后对电子部件不使用，也可以在氧化处理合格后使用。(威廉莎士比亚、哈姆雷特、氧化、氧化、氧化、氧化、氧化、氧化、氧化)外部摩擦、划痕的一般处理氧化层；微酸洗；涂抹补焊剂，敷衍使用。(表面贴装部件由于包装体积小，氧化一般不容易处理，通常会返还工厂进行交换或报废处理。）

零部件是否氧化，除了眼部检查外，还有比较复杂详细的焊接性实验测试标准，不具备条件，可以用手动、波峰焊或回流焊接的方法对零部件进行批量采样焊接。(大卫亚设，Northern Exposure)。

电子部件存储条件和存储期限如下表所示。

表1电子元件储存环境条件分类

表2电子元件的有效储存期限

1.3零件焊面污染

在电子产品生产中，零部件经过库存、存储、出库、成型和插件(THT工艺)、SMC和SMD的上下材料、贴纸、手工钎焊等工艺或工作，会产生灰尘、油和汗渍。

污染，造成电子元器件焊面的可焊性下降。

在电子装联生产场所，保持洁净的生产环境，穿戴防护用品，严格按操作规程操作，是防止元器件污染的有效措施。

1.4 元器件引脚变形

SMD器件，特别是其中细脚间间距的QFP、SOP封装器件，引脚极易损伤变形，引脚共面性变差，贴装后，部分引脚未紧贴焊盘，造成虚焊，见下图1：

图 1

预防:对细间距贴装IC，用专用工具取放，切记不能用手直接触碰引脚，操作过程中，防止IC跌落，QFP常用盘装，SOP一般为杆式包装（生产过程中切忌弯曲），IC脚变形后，应整形检查后方可贴装。（如QFP可在平整的钢板或玻璃上修正和检查）

2 基板（通常为PCB）因素引起的虚焊及其预防

在电子装联过程中，PCB的氧化、污染、变形等都可造成虚焊。（PCB插装孔、焊盘设计不合理也是造成虚焊的原因之一，在此不予讨论）。

2.1 PCB氧化造成虚焊及预防

PCB由于保存时间过长或者保存条件不当，都可以造成焊盘、插装孔壁氧化，从而造成虚焊的产生。

氧化后的焊盘，失去金属光泽，发灰、发黑，也有目检没有异常的情况。对疑是氧化的PCB，要按标准进行可焊性试验，结果良好方可使用。以下为各种表面处理的PCB存储条件、存储期限及烘烤条件：

化银板 真空包装前后之存放条件:温度<30 ℃,相对湿度<60%.真空包装后有效保存时间半年～一年. 储存时间超过六个月时, 为了避免板材储藏湿气造成爆板,通常拆封后用烘烤方式来去除板内湿气,烘烤条件为 120 ℃,1 小时.(最长时间不要超过2 小时),使用干净清洁之专用烤箱,且化银板最上下一面需先以铝箔纸覆盖,以避免银面氧化或有介电质吸附污染.

osp 板 真空包装前后之存放条件:温度20～30 ℃,相对湿度<50%.真空包装后有效保存时间3 个月～一年. 储存时间超过六个月时, 为了避免板材储藏湿气造成爆板,通常拆封后烘烤方式来去除板内湿气,烘烤条件为 110～120 ℃, 1 小时.(最长时间不要超过1.5 小时).

化金板 真空包装前后之存放条件:温度<30 ℃,相对湿度<60%.真空包装后有效保存时间半年. 储存时间超过六个月时, 为了避免板材储藏湿气造成爆板,通常拆封后用烘烤方式来去除板内湿气,烘烤条件为120 ℃,1 小时.(最长时间不要超过2 小时). 喷锡板 真空包装前后之存放条件:温度<25 ℃,相对湿度<60%.真空包装后有效保存时间一年. 储存时间超过六个月时, 为了避免板材储藏湿气造成爆板,通常拆封后用烘烤方式来去除板内湿气,烘烤条件为120 ℃,1 小时.(最长时间不要超过1.5 小时).

2.2 PCB污染造成虚焊及预防：

PCB板在生产过程中，PCB收货、存储，SMT印刷、贴片，THT插件、波峰焊等工序，操作人员都要与PCB接触，灰尘、油污及汗渍均会污染焊盘，从而使PCB可焊性下降，造成虚焊。

保持洁净的生产环境，按生产工艺操作规程操作，是避免PCB污染的良好习惯。

发现有污染的PCB，应清洗除污烘干后方可使用。

2.3 PCB变形造成虚焊及预防：

PCB变形后，元件贴装的共面性变差，部分元件脚与焊盘悬空（距离较小，可能不然会造成空焊），造成虚焊。特别是SMT工艺中的BGA、QFP封装元件，形成虚焊的可能性较大。

PCB变形一般有两种情况：一是来料变形，把好进料关，对PCB按标准验收。

PCB板翘曲度标准请参考IPC-A-600G 第2.11 平整度标准: 对于表面安装元件(如SMT贴装)的印制板其扭曲和弓曲标准为不大于0.75%,其它类型的板为不大于1.5%. 测试方法参考IPC-TM-650 2.4.22.

2.4 PCB表面可焊层有不同的工艺处理方式和不同的金属材料，其可焊性指标也不尽相同，倘若可焊性指标不合格，也是造成虚焊的一大原因。

2.5 部分PCB在回流焊接中高温时段发生翘曲变形，降温后回复平整，造成虚焊，并且造成较大应力，焊点后期失效的可能性很大。

3 助焊剂、焊料因素引起的虚焊及其预防

3.1 助焊剂原因引起虚焊及预防

在THT或 SMT、THT混装工艺中，波峰焊前要进行助焊剂涂覆，助焊剂性能不良将不能有效去除元件焊面与PCB插装孔、焊盘上的氧化物，导致焊点虚焊。这在更换助焊剂厂家或型号时，应加以特别注意。特别是采用新型号助焊剂时，应做焊接试验。

助焊剂要常检查浓度，要按工艺规程更新。

3.2 焊料因素引起的虚焊及其预防

在波峰焊工序中，锡铅焊料在250 ℃高温下不断氧化，使焊料的含锡量不断下降，偏离共晶点，导致焊料流动性差，出现虚焊和焊点强度不够。可采用下面的方法来解决。

添加氧化还原剂，使已氧化的SnO还原成Sn，减小锡渣的产生；不断除去焊料浮渣；每次焊接前添加一定量的锡；采用含有抗氧化磷的焊料；采用氮气保护焊接，让氮气把焊料与空气隔绝开来，这样就大为减少浮渣的产生。

目前较好的方法是在氮气保护下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低的程度，焊接缺陷最少。

在SMT工艺中回流焊工序，焊膏在使用中也会不断氧化，其中的金属含量越来越低，或者其中的助焊剂变少，也会造成虚焊。合理选用回流温度曲线，可降低虚焊的产生。

焊料与PCB金属层，焊料与元件脚金属层之间的匹配不当，也会造成虚焊。

有铅焊料与无铅焊端混用时，如果采用有铅焊料的温度曲线，有铅焊料先熔，而无铅焊端不能完全熔化，使元件一侧的界面不能生成良好的金属间合金层，因此有铅焊料与无铅焊端混用时焊接质量最差。在这种情况下，可提高焊接温度，一般提高到230～235 ℃就可以了。

4 其他因素造成虚焊及其预防

1). 波峰焊和回流焊焊料降温凝固的过程中，PCBA抖动产生扰动的焊点，其强度低，在客户使用中焊点极易开路出现故障，电子装联中，也常把这种情况归在虚焊的范畴。

2). 当PCBA存在较大的弯曲时，产品装配中，将其固定在机箱的底座上，PCBA被强制平整，产生应力，焊点随时间将产生裂纹，导致开路。（严格讲，这应该是焊点后期失效，属广义的虚焊了）。预防的方法是采用平整度合格的PCB，如若在波峰焊、回流焊焊接出炉时，由于热板未平放而造成弯曲，可再过一次波峰焊或回流焊使其恢复平整，切记人为弯曲加以修正。

3). 另一种情况是，PCBA是平整的，但其固定基座是不平整的（理论上讲，N个固定基座，一般只有三个在一个平面上），这样的安装效果与上面2）.的后期产生结果相同。

安装基座应平整，且PCBA的固定座数量不是越多越好，能达到固定强度要求即可，固定座越多，PCBA安装后出现的微不平整情况越厉害。

4). 在电路板在使用中常受外力的部分，比如PCBA上有按键开关的附近焊点极易在使用过程中经常微弯曲产生金属疲劳导致焊点失效，（结果与焊点虚焊相同）。

5). PCBA上发热元件附近的焊点相对容易失效而开路，效果与虚焊相同。

6). PCB在生产过程中切记预防弯曲，否则过孔金属化壁出现裂纹，造成时通时不通的现象，极易与虚焊误判。

7). 关于焊点虚焊的检测，这里就不一一赘述，只是强调一下，PCBA及电子产品成品的高温循环试验和振动试验是早期发现焊点虚焊的极其有效的方法。下面是焊点失效曲线：

图3 焊点失效曲线

8). 电子装联中，合理的焊接温度、时间，是可靠焊接和形成良好焊点的基本保证，这里就不展开论述了。