本帖最后由 傲牛科技 于 2025-4-18 15:23 编辑
在PCBA(印刷电路板组装)生产中,虚焊和假焊堪称最让人头疼的“隐形杀手”——焊点表面看似完好,却像没接稳的插头、没粘牢的胶水,随时可能让电子设备“罢工”。这两种缺陷究竟是什么?为什么会出现?又该如何预防?今天傲牛科技的工程师就来揭开它们的神秘面纱,将这“隐形杀手”揪出来,让它无处遁形。
一、虚焊vs假焊:表面正常,内里“暗藏玄机”很多人会把虚焊和假焊混为一谈,其实二者有细微差别,但本质都是“焊接失效”。下面来剖析下两者的不同。
虚焊:焊点外观完整,显微镜下却能看到焊料与焊盘/元件引脚之间存在微小缝隙,或被氧化层、助焊剂残留隔开,导致电气连接时通时断。比如手机充电时偶尔接触不良,可能就是某个焊点虚焊了。
假焊:更“极端”,焊点从表面看就像“粘了一层”,实际根本没熔合,轻轻一掰元件就会脱落,常见于手工焊接操作不规范的场景。 二者的共同点是:初期检测难发现(肉眼甚至普通显微镜难以分辨),但会随着设备使用振动、温度变化逐渐暴露,导致短路、信号中断、元件脱落等故障,堪称电子设备的 “定时炸弹”。
二、三大主因:材料、工艺、操作的“连环坑”
虚焊和假焊的出现,绝非单一因素所致,而是材料、工艺、操作环环相扣的 “连锁反应”:
1. 材料“掉链子”:锡膏与焊盘的“双重考验”
(1)锡膏选不对:锡膏粘度太高(像凝固的蜂蜜),印刷后焊盘上锡量不足,焊点“先天营养不良”;颗粒过粗(>50μm)或氧化严重(表面有暗灰色粉末),熔合时无法填满间隙。此外,助焊剂活性不足,无法彻底清除焊盘氧化层,就像用脏抹布擦桌子,看似干净实则留痕。
(2)焊盘“生病”:PCB焊盘受潮氧化(表面发暗、有绿色锈迹),或镀层脱落(镍金层厚度<3μm),相当于焊接时中间隔了一层“玻璃”,焊料无法真正附着。
2. 工艺“差火候”:温度、时间、压力的“失衡”
(1)焊接温度不够:回流焊峰值温度低于锡膏熔点(如 SAC305 需达 217℃以上),焊料只熔了一半,形成“夹生饭”;或者保温时间太短(<60 秒),助焊剂没来得及吃完氧化层就冷却了。
(2)贴装偏差大:贴片机吸嘴老化导致元件偏移(引脚与焊盘重合度<80%),焊点受力不均;BGA 元件共面度差(引脚弯曲>0.1mm),局部压力过大挤出焊料,形成虚接。
3. 操作“不讲究”:人为疏忽的“蝴蝶效应”
(1)锡膏使用不当:从冰箱取出后没回温(直接使用导致冷凝水混入),或开封后暴露超过 4 小时(助焊剂挥发变干),相当于用“过期胶水” 粘贴。
(2)手工焊接马虎:电烙铁温度不稳(忽高忽低)、焊点停留时间过短(<3 秒),或焊后强行移动元件(焊点未凝固时晃动),都是虚焊的“温床”。
三、三大危害:从“小故障” 到“大事故”
虚焊和假焊的可怕之处,在于 “潜伏期长、破坏力大”,具体表现为:
1、初期隐性故障:设备刚出厂时性能正常,但经过运输振动、温差变化(如冬季从温暖室内到低温户外),虚焊点的接触电阻会逐渐增大,导致信号衰减、电流不稳定,比如无线耳机突然断连、智能手表频繁重启。
2、中期批量返工:批量生产中若漏检,流入市场后可能引发大规模售后投诉,返工成本是正常生产的10-20倍(需拆板、除锡、重新焊接,甚至损坏元件)。
3、高危场景致命:在汽车电子、医疗设备、航空航天等领域,虚焊点可能在极端环境下突然失效,导致刹车系统失灵、心脏起搏器停止工作,后果不堪设想。
四、预防四步法:从源头堵住“漏洞”
要杜绝虚焊和假焊,需建立“材料筛选→工艺管控→检测闭环→人员培训” 的全流程防线:
1. 材料关:选对锡膏,呵护焊盘
(1)锡膏严选:优先选择活性等级RA(中等活性)、粘度80-120Pa・s 的产品,颗粒度控制好匹配度,且出厂前经过氧化测试(50℃存放 7 天,粘度变化<15%)。
(2)焊盘保养:PCB 到货后存储在湿度<40% RH 的环境,焊接前用放大镜检查焊盘(镀层完整、无氧化),必要时用等离子清洗机去除表面污染物。
2. 工艺关:参数精准,设备可靠
(1)回流焊“三要素”:升温速率≤2.5℃/s(避免助焊剂爆沸),峰值温度比锡膏熔点高 15-25℃(如 SAC305 控制在 232-242℃),液相线以上时间 60-90 秒(确保充分熔合)。
(2)贴装“双校准”:每天用标准板校准贴片机精度(XY 轴偏差<±25μm,角度偏差<±0.5°),BGA元件贴装后用3D SPI检测焊膏厚度(偏差<±5%)。
3. 检测关:多层筛查,不漏死角
(1)AOI初检:焊接后立即用自动光学检测仪扫描焊点外观(饱满度、有无裂纹),识别明显假焊。
(2)X射线深检:对BGA、QFP等隐藏焊点,用X射线检测内部熔合情况(空洞率<10%,且无未熔合界面)。
(3)振动测试:抽样进行2小时、5-50Hz扫频振动,模拟运输工况,提前暴露虚焊隐患。
4. 操作关:规范流程,减少人为失误
(1)锡膏“三不原则”:不使用过期锡膏(保质期内且开封不超过 24 小时)、不混用不同批次锡膏、不将未用完的锡膏倒回原罐(避免污染)。
(2)手工焊接 “三要素”:电烙铁温度设定为350±10℃,焊点停留3-5秒,焊后静置10秒再移动电路板。
“隐形杀手”并不可怕,“防患未然” 是关键
虚焊和假焊并非“绝症”,但需要从材料选择到人员操作的全流程把控。对 PCBA 制造商来说,与其在出现问题后“头痛医头”,不如提前建立标准化流程,用优质锡膏、精准工艺、严格检测筑牢防线。毕竟,一个可靠的焊点,才能撑起电子设备的长久稳定,赢得用户的真正信赖。
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