|
來源：DigiKey 作者： Barley Li 在日常工作中，我們會收到了不少關于焊接問題的客戶查詢。在焊接過程中，客戶會出現在一些莫名其妙的焊接缺陷， 這些焊接缺陷產生的原因各不相同。在實際的SMT貼片加工或插件焊接中，我們一般會采取一些方法來避免這些焊接不良現象的發生。那么常見的焊接不良導致的產品故障有哪些呢？讓我試著給大家做一些簡單的介紹。 理想的焊點 在檢查焊點是否有缺陷之前，最好找一個理想焊點的圖像進行比較。 
圖1：理想的焊點 理想焊點具有良好的表面潤濕性，即熔融焊料在被焊金屬表面上應鋪展，并形成完整、均勻、連續的焊料覆蓋層。正確的焊錫量，應該足夠覆蓋焊點而不會過多或過少。 常見的焊接不良 1. 焊料過多 (不潤濕和橋接的風險） 常見的焊接初學者以為焊料越多越好，但是過多的焊料會使得元件焊端和引腳周圍被過多的焊料包圍，或焊點中間含有氣泡，其特點是圓形和凸起的形狀。可是，很難知道在焊料下面實際發生了什么，引腳和焊盤存在沒有被正確潤濕的可能性。這樣，一方面會浪費焊料，一方面會增加橋接形成的風險 (即兩個焊點連接時形成意外連接，或導致電路板短路)。 所以，足夠的焊料已經足以徹底潤濕引腳和焊盤，更重要是掌握好焊接的溫度和時間。此外，要留意焊盤和阻焊層之間有沒有足夠的空間。
圖2：焊料過多
圖3：焊料過多，意外連接形成橋接 此外，最好防止橋接的形成是使用正確的引線長度。 適合的引線長度取決于PCB板的尺寸和厚度以及元件的尺寸和質量； 此外，您應該為通孔零件使用正確的孔尺寸和焊盤直徑。 去除電路板上的多余焊料可能很費時。 使用吸錫帶（也稱“吸錫線”）可以經濟高 效地清除多余的焊料。 那么該如何選擇符合你項目需求的吸錫帶呢？ 可看看這篇分享：選擇合適的吸錫帶 2. 焊球 焊球也是最常見的焊接不良之一，通常發生在波峰焊或回流焊中。它看起來像一個小圓球，自身粘附在PCB板、抗蝕劑表面上。 造成焊球的原因很多，主要有以下兩個原因： 1. 焊接PCB板時，PCB板上通孔附近的水分會因受熱而變成蒸汽。如果孔壁的金屬鍍層較薄或有間隙，水蒸氣會通過孔壁被去除。如果孔中有焊料，水蒸氣可能會擠出焊料并在印制板的正面產生焊球。 2. PCB板背面（與波峰焊接觸面）產生焊球是波峰焊某些工藝參數設置不當造成的。如果助焊劑涂敷量增加或預熱溫度設置過低，可能會影響助焊劑中成分的蒸發。當PCB板進入波峰時，多余的助焊劑會在高溫下蒸發掉，焊錫會從錫槽中飛濺出來。印制板表面或會產生不規則的焊球。
圖3：焊球 3. 冷焊 冷焊的表面顯得暗淡、凹凸不平。
圖４：冷焊 這通常是由于傳遞到焊點的熱量不足以使焊料完全熔化，其中一個原因，是烙鐵或焊點本身可能沒有得到足夠的時間來充分加熱，烙鐵溫度可能沒有設置得足夠高以熔化正在使用的焊料類型（例如，Chip Quik的RASWLF.031 1OZ無鉛焊料熔點是217 - 220°C），或者這可能是焊盤和走線本身設計的結果。例如，一個焊盤直接連接到接地層而沒有考慮散熱問題，而導致焊盤的散熱到接地層。如果您發現頑固的焊點無法液化，那么要看看設計上是否出現問題。
圖５：Chip Quik的RASWLF.031 1OZ無鉛焊料 4. 立碑 “立碑＂現象通常出現在表面貼裝元件上，如電阻器或電容器。理想情況下，焊料在焊接過程中將附著在兩個焊點上并開始潤濕。 但是如果一個焊點上的焊料沒有完全潤濕，元件的一側就會傾斜，使得電阻器或電容器一側從焊點上被提起來，像一塊“墓碑”。
圖６：元件被提起來，像一塊墓碑 此類問題的一些可能原因： 1. 元器件兩端焊料融化時間不同步或表面張力不同 2. 焊盤設計：焊盤的走線向外伸長要根據規格書規定的范圍，太短或太長都容易發生立碑現象。 3. 焊料太厚，焊料融化后會將元器件浮起 4. 溫度曲線設置：立碑一般發生在焊點開始熔化的時刻，熔點附近的升溫速率越慢越有利于消除立碑現象。 5. 元器件的一個焊端氧化或被污染，無法濕潤。 一些組件本身有些瑕疵并不一定有問題，詳情可看看這篇分享： 組件引腳鍍層異常 5. 潤濕不良和虛焊 如果焊盤未完全潤濕，這樣元件不能與電路板形成牢固的連接。理想情況下，焊料應與焊盤和引腳實現 100% 潤濕，不留任何間隙或空間暴露。引腳和焊盤的潤濕不足是由于未能對引腳和焊盤加熱，并且沒有給焊料足夠的時間流動，可能造成虛焊。 其原因大多是焊接區表面受污染，或被阻焊劑沾污，或接合物表面形成金屬氧化層。 解決此問題需要徹底清潔電路板并均勻加熱焊盤和引腳。
圖７：焊盤和引腳未完全潤濕 焊料有許多不同的特性如何選擇？ 可看看下面這篇文章： 選擇合適的焊劑類型 6. 針孔和氣孔 針孔與氣孔是有區別的。針孔是在波峰焊焊點上發現小孔，氣孔則是焊點上較大孔可看到內部；針孔內部通常是空的，氣孔則是內部空氣完全噴出而造成大孔，其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固，而形成此問題。
圖8 ：針孔（左）和氣孔（右）的缺陷 在波峰焊過程中可能會形成針孔和氣孔，而不是由手工焊接技巧不佳造成的。 在焊接操作過程中，電路板內的水分被加熱成氣體，當它仍處于熔化狀態時，會通過焊料逸出。 當焊點凝固時氣體繼續逸出，就會形成空隙。 電路或會暫時導通，但很容易造成長時間導通不良。 避免此問題的一些方法是可通過預熱電路板以去除水分，同時建議讓通孔處具有約 25 μm的最小鍍銅厚度 7.焊盤剝離 焊接時間過長或反復焊接造成溫度過高，又或是焊盤的位置受力過大，從而導致焊盤剝離。已剝離的焊盤很難再使用，因為焊盤非常脆弱并且很容易從走線上脫落。 事實上，這塊PCB板已經損壞。
圖8：焊盤剝離 如果想補救焊盤脫落，可以將脫落的焊盤用刀切掉切到未脫落處，防止電路順著脫落處擴大，如果你的元件引腳夠長，可以將切斷后的電路接頭處的絕緣漆刮掉，上好焊錫將元件的引腳焊接在此處。如果你的元件引腳不夠長，你可以使用一段細導線上好焊錫順著焊盤孔穿過后焊接在元件引腳，另一頭焊接在焊盤接頭處并使用熱熔膠固定防止再次開焊脫落。 如果焊盤脫落，可以考慮選擇飛線的方式，將導線一頭焊接在脫焊的元件引腳上，另一端焊接在和脫焊的焊盤相連的任意焊點上。還有搭橋的方式，要是脫焊的焊盤元件引腳周圍有同一線路上的元件，你可以直接將元件引腳焊接在那個元件的引腳上，廢棄原焊盤，當然，焊接的時候一定看清不能焊串位防止燒壞元件。 總結 雖然沒有萬無一失的方法可以完全防止焊接問題，但我們可以在 PCB 設計和焊接過程中采取一些好的習慣，以降低遇到焊接不良的風險。 |
