焊点的质量及检查.doc

焊点的质量及检查对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械接触牢固和外表美观三个方面,保证焊点质量最关键的一点，就是必须避免虚焊。第一节 虚焊产生的原因及其危害虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属的表面上,如图3-1-1所示。虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的,它的焊点成为有接触电阻的连接状态，导致电路工作不正常，出现时好时坏的不稳定现象，噪声增加而没有规律性，给电路的调试、使用和维护带来重大隐患.此外,也有一部分虚焊点在电路开始工作的一段较长时间内，保持接触尚好，因此不容易发现.但在温度、湿度和振动等环境条件推选用下,接触表面逐步被氧化，接触慢慢地变得不完全起来.虚焊点的接触电阻会引起局部发热，局部温度升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化，最终甚至使焊点脱落，电路完全不能正常工作.这一过程有时可长达一、二年。图3-1-1虚焊现象a与引线浸润不良 b与印制板浸润不良据统计数字表明，在电子整机产品故障中,有将近一半是由于焊接不良引起的，然而，要从一台成千上万个焊点的电子设备里找出引起故障的虚焊点来，这并不是一件容易的事。所以，虚焊是电路可靠性的一大隐患,必须严格避免.进行手工焊接操作的时候，尤其要加以注意.一般来说造成虚焊的主要原因为：焊锡质量差；助焊剂的还原性不良或用量不够；被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢;烙铁头的温度过高或过低,表面有氧化层；焊接时间太长或太短,掌握得不好；焊接中焊锡尚未凝固时,焊接元件松动。第二节 对焊点的要求电子产品的组装其主要任务是在印制电路板上对电子元器件进行焊锡,焊点的个数从几十个到成千上万个，如果有一个焊点达不到要求，就要影响整机的质量，因此在焊接时，必须做到以下几点：1可靠的电气连接焊接是电子线路从物理上实现电气连接的主要手段.锡焊连接不是靠压力而是靠焊接过程形成牢固连接的合金层达到电气连接的目的.如果焊锡仅仅是堆在焊件的表面或只有少部分形成合金层，也许在最初的测试和工作中不易发现焊点存在的问题，这种焊点在短期内也能通过电流，但随着条件的改变和时间的推移，接触层氧化，脱离出现了，电路产生时通时断或者干脆不工作，而这时观察焊点外表，依然连接良好，这是电子仪器使用中最头疼的问题,也是产品制造中必须十分重视的问题。2足够机械强度焊接不仅起到电气连接的作用,同时也是固定元器件，保证机械连接的手段。为保证被焊件在受振动或冲击时不至脱落、松动，因此，要求焊点有足够的机械强度。一般可采用把被焊元器件的引线端子打弯后再焊接的方法。作为焊锡材料的铅锡合金，本身强度是比较低的,常用铅锡焊料抗拉强度约为34.7kg/cm2，只有普通钢材的10%。要想增加强度，就要有足够的连接面积.如果是虚焊点,焊料仅仅堆在焊盘上,那就更谈不上强度了。3光洁整齐的外观良好的焊点要求焊料用量恰到好处，外表有金属光泽，无拉尖、桥接等现象，并且不伤及导线的绝缘层及相邻元件良好的外表是焊接质量的反映，注意：表面有金属光泽是焊接温度合适、生成合金层的标志，这不仅仅是外表美观的要求。典型焊点的外观如图3-12所示，其共同特点是: 外形以焊接导线为中心，匀称、成裙形拉开。 焊料的连接呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，接触角尽可能小。图3-1-2 表面有光泽且平滑。 无裂纹、针孔、夹渣.焊点的外观检查除用目测（或借助放大镜、显微镜观测）焊点是否合乎上述标准以外，还包括以下几个方面焊接质量的检查:漏焊;焊料拉尖;焊料引起导线间短路（即“桥接）;导线及元器件绝缘的损伤；布线整形;焊料飞溅.检查时，除目测外，还要用指触、镊子点拨动、拉线等办法检查有无导线断线、焊盘剥离等缺陷.4良好焊点：4.1要求：a结合性好光泽好且表面是凹形曲线.b导电性佳不在焊点处形成高电阻（不在凝固前移动零件），不造成短路或断路。c散热性良好扩散均匀，全扩散。d易于检验除高压点外，焊锡不得太多,务使零件轮廓清晰可辩。e易于修理-勿使零件叠架装配,除非特殊情况当由制造工程师说明.f不伤及零件烫伤零件或加热过久（常伴随松香焦化)损及零件寿命。4.2现象:a所有表面沾锡良好。b焊锡外观光亮而凹曲圆滑。c所有零件轮廓可见，高压部分除外。d残留松香若有,则须清洁而不焦化.4.3条件：a正常操作程序,注意烙铁、焊料之收放次序及位置。b保持焊锡面之清洁。c使用规定之焊料及使用量.d正确焊锡器具之使用及保养。e正确之焊锡时间（不多于制造工程师规定的时间)。f冷却前勿移动被焊物，以免造成焊点结晶不良，导致高电阻.第三节 焊点沾锡情况依焊锡与被焊物表面所形成的角度,焊点之沾锡情况可分为下列三种现象。1良好沾锡： 主焊体现象：焊锡均匀扩散,沾附於接面形成一良好之轮廓，光亮。凹形曲线焊接薄的边缘可能原因：a清洁的表面b正确的焊料同时成立c正确的加热1 不良沾锡：现象：焊锡熔化扩散后形成一不均匀之锡膜覆盖在金属表面上而未紧贴其上。可能原因：a不良的操作方法 b加热或加锡不均匀2 不沾锡：现象：焊锡熔化后，瞬时沾附金属表面，随后溜走。可能原因：a表面严重沾污.b加热不足，焊锡由烙铁头流下。c烙铁太热,破坏焊锡结构或使被焊物表面氧化.第四节 扩散角度1.若焊锡在被焊金属面上的扩散情况，可定义为如下三种:(接触角定义：焊锡与金属面所成之角称之)00200A无扩散或劣扩散B半扩散C全扩散（最理想）2。多加焊锡使接触角加大并不能加强其强度，反而浪费焊锡时间与焊料，并阻碍目视检验。因为往上多加焊锡而接触面没有相对加大，反而成为力的累赘。如果把不同扩散程度的焊品放在振动仪上做试验，一定是扩散差的易脱落。3。M为因应品质要求而定的边际允收角度，一般来说，电视装配工业可将此角度定为75。第五节 焊接质量的检查焊接结束后为保证焊接质量，一般都要进行质量检查。由于焊接检查与其它生产工序不同。没有一种机械化、自动化的检查测量方法，因此主要是通过目视查和手触检查发现问题。目视检查目视检查就是从外观上检查焊接质量是否合格，也就是从外观上评价焊点有什么缺陷。目视检查的主要内容有：图3-1-3正确焊点剖面图 是否有漏焊，漏焊是指应该焊接的焊点没有焊上； 焊点的光泽好不好; 焊点的焊料足不足; 焊点的周围是否有残留的焊剂； 有没有连焊。焊盘有滑脱落； 焊点有没有裂纹； 焊点是不是凹凸不平；焊点是否有拉尖现象。 图31-3所示为正确的焊点形状。图中（a）为直插式焊点形状,(b）为半打弯式的焊点形状。手触检查手触检查主要是指触摸元器件时，是否松动、焊接不牢的现象。用镊子夹住元器件引线，轻轻拉动时，有无松动现象。焊点在摇动时，上面的焊锡是否脱落现象。通电检查在外观检查结束以后诊断连线无误,才可进行通电检查，这是检验电路性能的关键。如果不经过严格的外观检查，通电检查不仅困难较多，而且有可能损坏设备仪器，造成安全事故。例如电源连线虚焊，那么通电时就会发现设备加不上电,当然无法检查.通电检查元器件损坏导通不良失效性能降低烙铁漏电、过热损坏烙铁漏电、过热损坏短路断路时通时断桥接、焊料飞溅焊锡开路裂、松香夹渣、虚焊、插座接触不良等导线断线、焊盘剥落等通电检查可以发现许多微小的缺陷，例如用目测观察不到的电路桥接，但对于为内部虚焊的隐患就不容易觉察。所以根本的问题还是要提高焊接操作的技艺水平，不能把问题留给检验工作去完成。通电检查时可能出现的故障与焊接缺陷的关系如图314所示，可供参考。第六节 焊点检验标准及缺陷分析一常见焊点的缺陷及分析造成焊接缺陷的原因很多,在材料（焊料与焊剂）与工具（烙铁、夹具)一定的情况下，采用什么样的方式方法以及操作者是否有责任心，就是决定性的因素了.在接线端子上焊导线时常见的缺陷如图6-1、6-2所示,供检查焊点时参考。表中列出了各种焊点缺陷的外观、特点及危害，并分析了产生的原因.表6-1 常见焊点缺陷及分析焊点缺陷外观特点危害原因分析滋挠动焊虚焊焊锡与元器件引线或与铜箔之间有明显黑色界线，焊锡向界凹陷不能正常工作 元器件引线未清洁好，未镀好锡或锡被氧化 印制板未清洁好，喷涂的助焊剂质量不好有裂痕，如面包碎片粗糙，接处有空隙强度低，不通或时通时断焊锡未干时而受移动焊料堆积焊点结构松散白色、无光泽,蔓延不良接触角大,约7090，不规则之圆。机械强度不足,可能虚焊 焊料质量不好 焊接温度不够 焊锡未凝固时，元器件引线松动焊料过少焊接面积小于焊盘的75%，焊料未形成平滑的过镀面机械强度不足 焊锡流动性差或焊丝撤离撤离过早 助焊剂不足 焊接时间太短焊料过多焊料面呈凸形浪费焊料，且可能包藏缺陷焊丝撤离过迟松香夹渣焊缝中夹有松香渣强度不足,导通不良,有可能时通时断 焊剂过多或已失效 焊接时间不足，加热不足 表面氧化膜未去除过热焊点发白，无金属光泽,表面较粗糙焊盘容易剥落,强度降低烙铁功率过大，加热时间过长冷焊表面呈豆腐渣状颗粒，有时可能有裂纹强度低，导电性不好焊料未凝固前焊件拌动浸润不良焊料与焊件交界面接触过大，不平滑强度低，不通或时通时断 焊料清理不干净 助焊剂不足或质量差 焊件未弃分加热蔓延不良接触角大约7090，焊接面不连续，不平滑，不规则。强度低，导电性不好焊接处未与焊锡融合，热或焊料不够，烙铁端不干净无蔓廷接触角超过90，焊锡不能蔓延及包掩，若球状如油沾在有水份面上。强度低,导电性不好焊锡金属面不相称，另外就是热源本身不相称。不对称焊锡未流满焊盘强度不足 焊料流动性好 助焊剂不足或质量差加热不足松动导线或元器件引线可能移动导通不良或不导通 焊锡未凝固前引线移动造成空隙 引线未处理（浸润差或不浸润）拉尖出现尖端外观不佳,容易造成桥接现象烙铁不洁，或烙铁移开过快使焊处未达焊锡温度,移出时焊锡沾上跟着而形成桥接相邻导线连接电气短路 焊锡过多 铁撤离角度不当焊锡短路焊锡过多,与相邻焊点连锡短路电气短路焊接方法不正确焊锡过多针孔目测或低倍放大镜可铜箔见有孔强度不足，焊点容易腐蚀焊锡料的污染不洁、零件材料及环境气泡气泡状坑口,里面凹下暂时导通，但长时间容易引起导通不良气体或焊接液在其中,上热及时间不当使焊液未能流出.铜箔剥离铜箔从印制板上剥离印制板已损坏焊接时间太长焊点剥落焊点从铜箔上剥落(不是铜箔与印制板剥离）断路焊盘上金属镀层不良一 表6-2 SMT贴片元件焊点标准与缺陷分析：项目图示要点检测工具判定基准1部品的位置. W接头电极之幅度W的1/2以上盖在导通面上。注意事项：用眼看部品位置的偏移,不能以测试器确认时，用放大镜目测。卡尺1/2以上2部品的位置。 E接头电极之长度E的1/2以上盖在导通面上。注意事项：用眼看部品位置的偏移,不能以测试器确认时，用放大镜目测。卡尺1/2以上3部品的位置。 1/2W至于接头部品的倾斜，接头电极之幅度W的1/2以上盖在导通面即可以。注意事项：用眼看部品位置的偏移,不能以测试器确认时，用放大镜目测。卡尺1/2以上4部品的不稳.F 2 2F接头部品的不稳，是接头部品之厚度F的2倍以下。卡尺F的2倍以下5焊锡量1/2F电极为高度F的1/2以上，幅度W的1/2以上之焊锡焊接.卡尺1/2以上 W 1/2W6焊锡量G在接头部品的较长之方向，从接头电极的端面焊锡焊接0.5mm以上。如G卡尺0。5mm以上7焊锡量13焊锡的高度是从接头部品的面上H为0.3mm以下。杠杆式指示表0。3mm以下8焊锡量 I接头部品的焊锡不可以叠上，如I。目测不可以叠上9部品的粘接良品 粘接剂在接头部品的电极和印刷基板之间无粘接剂。目测不可以在电极之下 粘接剂良品10部品的粘接 粘接剂不良品在接头部品的电极和印刷基板之间无粘接剂。目测不可以在电极之下粘接剂 不良品11部品的粘接 不可有粘结剂在接头部品的电极部不可以粘着结剂目测不可以粘着12部品的位置不可接触G接头部品的位置偏移,倾斜不可以接触邻近的导体。对于不能用眼作判定的东西使用测试仪.目测不可以接触 G不可接触13焊锡量焊锡溢出焊锡不可以溢出导通面的阔度。目测不可以溢出14部品的位置导通面 JIC部品的支脚的幅度J有1/2以上在导通面之上.卡尺1/2以上15部品的位置 1/2K KIC部品的支脚与导通面接触的长度K，有1/2以上在导通面之上。卡尺1/2以上16部品的位置元件脚 导体 部品位置的偏移不可以与邻接导体接触.目测不可以接触17支脚不稳对于支脚先端翘起的东西，先端翘起在0.5mm以下.卡尺0.5mm以下18支脚不稳对于支脚根部翘起的东西，根部翘起在0.5mm以下。0.5mm量规0。5mm以下19支脚不稳对于支脚全体浮起的东西,支脚翘起在0。5mm以下。0.5mm量规0。5mm以下20支脚不稳焊锡的高度从印制板面至焊锡顶点在1mm以下。 卡尺1mm以下21支脚不稳在元件脚上附着的焊锡高度在0.5mm以下.卡尺0.5mm以下