導(dǎo)語：印制電路板焊接缺陷研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著電子行業(yè)在我國發(fā)展迅猛，電子產(chǎn)品已經(jīng)深入到人們的生活與工作中，作為電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件，印制電路板發(fā)揮著重要的作用。基于此，本文以印制電路板焊接缺陷作為研究對象，分析印制電路板設(shè)計(jì)、可焊接性以及變形等因素造成的焊接缺陷，以無鉛焊接技術(shù)為例分析并對焊接缺陷加以改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：印制電路板；焊接缺陷；無鉛焊接技術(shù)

從本質(zhì)上講，焊接工藝屬于一項(xiàng)化學(xué)處理工藝，不同的焊接對象擁有不同的焊接工藝，焊接時所使用的化學(xué)原理也會不同。印制電路板可以將電子產(chǎn)品中的電子元器件相互連接，使其成為完整的電路系統(tǒng)，隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，印制電路板結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，在焊接過程中人們難免遇到各類焊接缺陷，需要額外重視，并采用有效的措施降低焊接缺陷發(fā)生概率。

1印制電路板的焊接缺陷

1.1印制電路板設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的焊接缺陷。電子產(chǎn)品中印制電路板的大小規(guī)格不同，人們在焊接時需要將印制電路板進(jìn)行后期制作，防止其對焊接工藝造成影響。如果印制電路板尺寸過大，焊接時就會有較長焊接線條，進(jìn)而影響印制電路板聲抗與阻抗，不利于印制電路板在電子產(chǎn)品中使用性能的提高。不僅如此，如果印制電路板尺寸較大，焊接線條增加，將會給印制電路板帶來更高的生產(chǎn)成本，不利于生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。相反，如果印制電路板尺寸過小，將會加大焊接工藝的難度，且相鄰的焊接線條之間會互相產(chǎn)生干擾，例如電磁干擾。針對印制電路板因設(shè)計(jì)不合理存在的焊接缺陷，要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)印制電路板尺寸的時候，加強(qiáng)對電路板的優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)印制電路板的布局與結(jié)構(gòu)，避免缺陷問題再次發(fā)生[1]。1.2印制電路板上孔可焊接性造成的焊接缺陷。印制電路板孔的可焊接性會直接影響電路板的焊接質(zhì)量，也會影響其他元器件性能參數(shù)，不利于元器件性能提高。如果焊接孔的焊接性較差，將會影響電路板層之間的穩(wěn)定性，不利于層與層的穩(wěn)定性。分析影響印制電路板上孔焊接性能的因素，具體如下。1）焊料組成成分。這是影響印制電路板焊接性能的關(guān)鍵性因素，當(dāng)前人們經(jīng)常使用Sn-Pb和Sn-Pb-Ag兩種焊接材料成分，要求焊接人員結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)科學(xué)選擇焊料。雖然很多焊料組成成分相同，但是不同廠家生產(chǎn)下，焊料焊接性能也會不同，原材料的選擇和機(jī)械設(shè)備的使用都會影響焊料中的雜質(zhì)情況。2）被焊料。這是印制電路板焊接工藝中的受體，被焊料的狀態(tài)也會影響焊接質(zhì)量。不同印制電路板焊接屬性自然不同，企業(yè)需要根據(jù)其屬性應(yīng)用相應(yīng)的焊接工藝。例如，如果焊料表面有雜質(zhì)污染，在焊接時就會將雜質(zhì)融入焊料，將其保存在焊接線條內(nèi)部，不利于延長印制電路板的使用壽命。3）印制電路板焊接條件。焊接的過程也是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的過程，原料在不同的反應(yīng)條件下會有不同的物質(zhì)狀態(tài)，如果焊料與被焊料相同，但是焊接條件不同，將會導(dǎo)致焊接結(jié)果不同。如果人們無法選擇恰當(dāng)?shù)暮附訔l件，將會導(dǎo)致焊接缺陷發(fā)生。例如印制電路板焊接溫度，如果溫度過高，將會導(dǎo)致印制電路板被燒毀，使電路板失去電子屬性，影響電子產(chǎn)品的使用性能[2]。1.3印制電路板變形造成的焊接缺陷。從電腦或者電子產(chǎn)品中直接拆卸印制電路板下來，就會發(fā)現(xiàn)電路板上經(jīng)常有彎曲現(xiàn)象。造成印制電路板變形彎曲的原因有很多，例如印制電路板上下溫度不夠均勻，或者元器件在印制電路板上重量分配不均勻。如果印制電路板嚴(yán)重變形，將會導(dǎo)致焊接缺陷發(fā)生，焊接的時候焊接部位會有明顯的凸起現(xiàn)象或凹陷現(xiàn)象，凸起的部分在焊接時變成了薄焊，該部位不牢固，印制電路板長時間應(yīng)用后焊接效果會下降；凹陷的部位導(dǎo)致焊點(diǎn)無法與其接觸，最終在印制電路板上形成了空焊現(xiàn)象，長時間使用后也會面臨失效問題。與上文提到的兩種焊接缺陷相比，印制電路板變形本身就是一種焊接缺陷，無論焊接時散熱是否正常，焊接時產(chǎn)生的熱量都會導(dǎo)致印制電路板發(fā)生不同程度的變形。因此，面對這一現(xiàn)象，人們需要從印制電路板原材料入手，以保證印制電路板使用壽命為前提，盡可能的選擇剛性強(qiáng)、不受溫度影響的材料作為焊接的材料，同時改進(jìn)外部焊接環(huán)境，提高印制電路板的焊接質(zhì)量，提高焊接工藝中的散熱效率，盡可能的降低焊接缺陷發(fā)生概率。

2無鉛焊接技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1再流焊接。伴隨著電子產(chǎn)品體積的不斷縮小，產(chǎn)品重量減輕的同時，功能不斷增強(qiáng)，為了遏制焊接缺陷的發(fā)生，人們使用無鉛焊接技術(shù)提高印制電路板的焊接質(zhì)量。其中再流焊接技術(shù)最為常見，人們對印制電路板進(jìn)行無鉛化電子組裝時，無論是貼片工序還是鉛工藝都沒有太多區(qū)別，而再流焊接、印膏以及檢測工序有著獨(dú)特的工藝特點(diǎn)。印制電路板的無鉛焊料中，成分主要為SnAg和SnAgCu，其熔點(diǎn)比傳統(tǒng)的焊接材料低11℃。無鉛焊膏與共晶SnPb焊膏相比，工藝特性顯示，但是前者的流變性、粘性以及使用壽命更加優(yōu)秀，無鉛焊膏密度比較小，金屬顆粒較小，可以有效抑制印制電路板在焊接中存在凹陷或者凸起等缺陷。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比，無鉛再流焊接的升溫時間比較長，需要提前將爐子預(yù)熱，且無鉛焊膏熔點(diǎn)高，焊接時峰值溫度高，工藝窗口小，因此人們需要嚴(yán)格控制焊膏的溫度和焊接時間?？梢允褂眉t外輻射和強(qiáng)制熱風(fēng)對流的方式進(jìn)行焊膏加熱，同時使用氮?dú)庾鳛楹附庸に嚂r的保護(hù)氣體，提高無鉛焊膏的潤濕性與可焊性。由于無鉛焊接中，焊點(diǎn)的外觀看起來暗淡沒有光澤，且手感粗糙，潤濕角不如傳統(tǒng)的圓潤，在檢測時人們需要對爐后AOI和人工檢測進(jìn)行修改，確保無鉛焊接技術(shù)的焊點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)符合印制電路板焊接需要。為使電路板美觀且容易焊接，盡可能將元件進(jìn)行平行排列，這樣也有利于進(jìn)行大批量生產(chǎn)。電路板設(shè)計(jì)的最佳比例應(yīng)該為4∶3的矩形。導(dǎo)線寬度應(yīng)該盡量均衡，防止布線不連續(xù)。應(yīng)該避免使用大面積銅箔，防止其在電路板長時間受熱時發(fā)生膨脹和脫落的現(xiàn)象。2.2手工焊接。手工焊接時，人們會選擇成本比較低的SnCu焊料，建議將烙鐵的溫度控制在370℃以上，不超過400℃，手工焊接時需要科學(xué)選擇電烙鐵。如果是功率超過60W的恒溫烙鐵，為了使印制電路板達(dá)到焊接溫度，防止長時間高溫焊接時對印制電路板的元器件造成損傷，可以使用該恒溫烙鐵，保持PCB性能，避免烙鐵頭因?yàn)闇囟冗^熱損傷烙鐵，或者在焊接中出現(xiàn)飛濺問題。建議選擇質(zhì)量可靠的烙鐵頭，且烙鐵頭表面應(yīng)帶有防護(hù)鍍層，防止高錫含量的焊料對烙鐵頭造成腐蝕影響。建議選擇回溫性能良好的電烙鐵。由于焊接時烙鐵頭熱量也會傳遞到印制電路板焊盤上，烙鐵頭溫度下降，如果其回溫性能不強(qiáng)，拖焊到焊點(diǎn)時，烙鐵頭溫度嚴(yán)重不足，將會產(chǎn)生拉尖問題。相比之下，如果烙鐵回溫性能好，當(dāng)溫度下降時，烙鐵頭會重新補(bǔ)充熱量，提高溫度，讓烙鐵頭溫度保持在穩(wěn)定狀態(tài)，從而每一個焊點(diǎn)都能在控制區(qū)完成焊接。一般情況下，烙鐵頭的尺寸不會影響印制電路板元器件，建議選擇可以和焊點(diǎn)接觸的幾何尺寸的烙鐵頭，從而提高印制電路板焊接效率[3-4]。

3總結(jié)

印制電路板在生產(chǎn)與制造進(jìn)程中，焊接工藝是一項(xiàng)重要工序，其焊接質(zhì)量將會直接影響印制電路板的使用性能，并關(guān)系到電子產(chǎn)品的使用壽命。因此，人們需要從優(yōu)化印制電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降低印制電路板變形、改進(jìn)印制電路板孔的可焊性入手，降低焊接缺陷發(fā)生概率，提高印制電路板的合格率。

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[3]呂長平.印刷電路板焊接缺陷分析[J].電子工程師,2001(6)：57-58.

[4]楊公達(dá).印制電路板焊點(diǎn)激光檢測工藝研究[J].電子工藝技術(shù)，1991(3)：31-33.

作者:徐洋 郭澤華 單位:許昌電氣職業(yè)學(xué)院電氣工程系