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如何避免印制电路板虚焊问题?

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:焊接前印制电路板敷铜没有很好地进行脱脂、去氧化层与加涂敷、助焊处理,时间长会出现虚焊现象。

如何避免印制电路板虚焊问题?

钎焊参数(温度、时间)全部正常的情况下,焊接过程中凡在连接界面上未形成合适厚度金属间化合物(IMC)的现象,均可定义为虚焊。若将虚焊焊点撕裂开,可见到在基体金属和钎料之间没有任何相互楔入的残留物,分界面平整,无金属光泽。

在正常焊接条件下,焊接过程中界面IMC层的生成及其化学成分,随PCB表面所涂覆的材料不同而不同。

非正常条件就是指PCB焊盘表面由于锈蚀、氧化、污染而变得不可焊,因而不能形成合适厚度的IMC;或者焊接过程中因钎料的温度未能达到润湿温度,IMC生成得不完全。前者表现虚焊,后者表现为冷焊。

1.产生虚焊的常见原因

1)钎料熔点较低。钎料熔点低,但元件引脚和固定元件的基板材料不一样,其线胀系数也不同,随着放置时间的增加,在热胀冷缩的作用下,将产生虚焊现象。

2)元件引脚上存在应力。假如元件安装不到位或元件比较重,以及固定元件的印制电路板存在变形,都将使得元件引脚对其焊点产生一定的应力,在这个应力的长期作用下,也会产生虚焊现象。

3)钎料用量太少。若在安装或维修过程中,焊接元件时钎料使用量太少,时间过长后就容易产生虚焊现象。

4)高温引起其固定点焊锡变质。某些元件会产生较高的温度,在长期的高温作用下,固定点的焊点严重时会发生脱焊,一般情况会出现虚焊故障。

5)元件引脚安装未处理好。在元件安装时或在维修过程中,没有很好地对元件引脚进行脱脂、去氧化层处理,镀锡不好,也是产生虚焊的常见原因之一。

6)钎料自身质量不良。假如同时有很多点都出现了虚焊故障,多数原因是因为钎料本身质量不良引起的。

7)印制电路板敷铜面质量差。焊接前印制电路板敷铜没有很好地进行脱脂、去氧化层与加涂敷、助焊处理,时间长会出现虚焊现象。

2.虚焊故障常见的种类

(1)虚焊部位出现在焊点与焊盘之间 产生这种虚焊现象的原因为,即使元件引脚处理得好,但是印制电路板敷铜焊盘面上没有处理好,造成焊接时界面反应。这种虚焊现象由于隐藏在焊点下面,一般很难发现。

(2)虚焊点出现在元件引脚与焊点之间 由于元件引脚没有得到很好的处理,结果引脚与焊点不能很好地熔合。长时间元件引脚氧化现象加剧,会形成电路时断时续的接触不良现象。(www.xing528.com)

(3)虚焊点出现在焊点中间 这类现象经常产生在工作温度比较高的元件周围,主要是因为焊点处用锡量比较少,焊接温度过高(加速氧化)或过低,导致焊接质量差。这种焊点周围会出现一圈较明显的塌陷,且焊点不算光滑,焊点呈暗灰颜色,相对来说,较容易发现。

3.容易发生虚焊点的部位

(1)体积大和比较重的元件 因元件本身比较重,在安装或搬运的过程中较易产生应力,就会造成元件引脚逐渐与印制电路板分离,从而产生虚焊。

(2)常受到外力作用的元件 电子设备中,为了方便与其他设备连接,设置了插接件,以及如各种微动开关之类的器件。假如经常受到外力作用或使用不当,将使这些元件产生松动,久而久之会产生虚焊。

(3)工作温度较高的元件 电子设备中,难免会存在着一些工作温度较高的元件,譬如大功率电阻、大功率开关管及散热器周围元件等,由于这些元件本身的温度比较高,在热胀冷缩作用下其引脚极易产生虚焊现象。

(4)印制电路板上容易产生变形的部分 在印制电路板有的部位没有固定,长时间处于悬空状态,而有的固定部位不平整,容易出现变形,导致安装在变形部位的元件比较容易出现虚焊。

(5)安装得不合理的元件 如果元件与印制电路板不相符,或是替代品,安装时很别扭,这些元件容易受到挤压,从而出现虚焊。

4.常用的虚焊故障检修方法

有些虚焊故障点非常隐蔽,因此在检修虚焊故障时要仔细认真,必须有足够的照明度,必要时可以借助放大镜和通表(万用表低阻档)检查。

(1)敲击法 一般遇到虚焊时,可采取敲击的方法来确认,用螺钉旋具手柄轻击线板,以定位虚焊点的位置。但在采用敲击法时,需确保人身安全,同时也要保证设备的安全,防止扩大故障范围。

(2)晃动法 利用手或镊子对低电压元件逐个进行晃动,通过感觉元件有无松动现象来确定故障,此方法主要应对比较大的元件。但在用这个方法之前,应该对故障范围进行压缩,以确定出故障的大致范围,否则遇到众多元件,逐个晃动是不现实的。

(3)补焊法 这是当仔细检查后仍不能发现故障时进行的维修方法,补焊法就是对故障范围内的元件逐一进行焊接。这样做虽然没有发现真正故障点,却能达到维修的目的。

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