在PCBA(印刷電路板組裝)生產中,虛焊和假焊堪稱最讓人頭疼的“隱形殺手”——焊點表面看似完好,卻像沒接穩的插頭、沒粘牢的膠水,隨時可能讓電子設備“罷工”。這兩種缺陷究竟是什么?為什么會出現?又該如何預防?今天傲牛科技的工程師就來揭開它們的神秘面紗,將這“隱形殺手”揪出來,讓它無處遁形。
一、虛焊vs假焊:表面正常,內里“暗藏玄機”
很多人會把虛焊和假焊混為一談,其實二者有細微差別,但本質都是“焊接失效”。下面來剖析下兩者的不同。
虛焊:焊點外觀完整,顯微鏡下卻能看到焊料與焊盤/元件引腳之間存在微小縫隙,或被氧化層、助焊劑殘留隔開,導致電氣連接時通時斷。比如手機充電時偶爾接觸不良,可能就是某個焊點虛焊了。
假焊:更“極端”,焊點從表面看就像“粘了一層”,實際根本沒熔合,輕輕一掰元件就會脫落,常見于手工焊接操作不規范的場景。
二者的共同點是:初期檢測難發現(肉眼甚至普通顯微鏡難以分辨),但會隨著設備使用振動、溫度變化逐漸暴露,導致短路、信號中斷、元件脫落等故障,堪稱電子設備的 “定時炸彈”。
二、三大主因:材料、工藝、操作的“連環坑”
虛焊和假焊的出現,絕非單一因素所致,而是材料、工藝、操作環環相扣的 “連鎖反應”:
1. 材料“掉鏈子”:錫膏與焊盤的“雙重考驗”
(1)錫膏選不對:錫膏粘度太高(像凝固的蜂蜜),印刷后焊盤上錫量不足,焊點“先天營養不良”;顆粒過粗(>50μm)或氧化嚴重(表面有暗灰色粉末),熔合時無法填滿間隙。此外,助焊劑活性不足,無法徹底清除焊盤氧化層,就像用臟抹布擦桌子,看似干凈實則留痕。
(2)焊盤“生病”:PCB焊盤受潮氧化(表面發暗、有綠色銹跡),或鍍層脫落(鎳金層厚度<3μm),相當于焊接時中間隔了一層“玻璃”,焊料無法真正附著。
2. 工藝“差火候”:溫度、時間、壓力的“失衡”
(1)焊接溫度不夠:回流焊峰值溫度低于錫膏熔點(如 SAC305 需達 217℃以上),焊料只熔了一半,形成“夾生飯”;或者保溫時間太短(<60 秒),助焊劑沒來得及吃完氧化層就冷卻了。
(2)貼裝偏差大:貼片機吸嘴老化導致元件偏移(引腳與焊盤重合度<80%),焊點受力不均;BGA 元件共面度差(引腳彎曲>0.1mm),局部壓力過大擠出焊料,形成虛接。
3. 操作 “不講究”:人為疏忽的 “蝴蝶效應”
(1)錫膏使用不當:從冰箱取出后沒回溫(直接使用導致冷凝水混入),或開封后暴露超過 4 小時(助焊劑揮發變干),相當于用 “過期膠水” 粘貼。
(2)手工焊接馬虎:電烙鐵溫度不穩(忽高忽低)、焊點停留時間過短(<3 秒),或焊后強行移動元件(焊點未凝固時晃動),都是虛焊的 “溫床”。
三、三大危害:從“小故障” 到“大事故”
虛焊和假焊的可怕之處,在于 “潛伏期長、破壞力大”,具體表現為:
1、初期隱性故障:設備剛出廠時性能正常,但經過運輸振動、溫差變化(如冬季從溫暖室內到低溫戶外),虛焊點的接觸電阻會逐漸增大,導致信號衰減、電流不穩定,比如無線耳機突然斷連、智能手表頻繁重啟。
2、中期批量返工:批量生產中若漏檢,流入市場后可能引發大規模售后投訴,返工成本是正常生產的10-20倍(需拆板、除錫、重新焊接,甚至損壞元件)。
3、高危場景致命:在汽車電子、醫療設備、航空航天等領域,虛焊點可能在極端環境下突然失效,導致剎車系統失靈、心臟起搏器停止工作,后果不堪設想。
四、預防四步法:從源頭堵住“漏洞”
要杜絕虛焊和假焊,需建立“材料篩選→工藝管控→檢測閉環→人員培訓” 的全流程防線:
1. 材料關:選對錫膏,呵護焊盤
(1)錫膏嚴選:優先選擇活性等級RA(中等活性)、粘度80-120Pa?s 的產品,顆粒度控制好匹配度,且出廠前經過氧化測試(50℃存放 7 天,粘度變化<15%)。
(2)焊盤保養:PCB 到貨后存儲在濕度<40% RH 的環境,焊接前用放大鏡檢查焊盤(鍍層完整、無氧化),必要時用等離子清洗機去除表面污染物。
2. 工藝關:參數精準,設備可靠
(1)回流焊“三要素”:升溫速率≤2.5℃/s(避免助焊劑爆沸),峰值溫度比錫膏熔點高 15-25℃(如 SAC305 控制在 232-242℃),液相線以上時間 60-90 秒(確保充分熔合)。
(2)貼裝“雙校準”:每天用標準板校準貼片機精度(XY 軸偏差<±25μm,角度偏差<±0.5°),BGA元件貼裝后用3D SPI檢測焊膏厚度(偏差<±5%)。
3. 檢測關:多層篩查,不漏死角
(1)AOI初檢:焊接后立即用自動光學檢測儀掃描焊點外觀(飽滿度、有無裂紋),識別明顯假焊。
(2)X射線深檢:對BGA、QFP等隱藏焊點,用X射線檢測內部熔合情況(空洞率<10%,且無未熔合界面)。
(3)振動測試:抽樣進行2小時、5-50Hz掃頻振動,模擬運輸工況,提前暴露虛焊隱患。
4. 操作關:規范流程,減少人為失誤
(1)錫膏“三不原則”:不使用過期錫膏(保質期內且開封不超過 24 小時)、不混用不同批次錫膏、不將未用完的錫膏倒回原罐(避免污染)。
(2)手工焊接 “三要素”:電烙鐵溫度設定為350±10℃,焊點停留3-5秒,焊后靜置10秒再移動電路板。
“隱形殺手”并不可怕,“防患未然” 是關鍵
虛焊和假焊并非“絕癥”,但需要從材料選擇到人員操作的全流程把控。對 PCBA 制造商來說,與其在出現問題后“頭痛醫頭”,不如提前建立標準化流程,用優質錫膏、精準工藝、嚴格檢測筑牢防線。畢竟,一個可靠的焊點,才能撐起電子設備的長久穩定,贏得用戶的真正信賴。
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