bifa·必发(唯一)中国官方网站

　　在电子产品组装领域★★ღ，焊接和压接是实现电性能连接和导通的两种核心工艺方法★★ღ。在印制电路板组装（printedcircuitboardassembly★★ღ，PCBA）中★★ღ，软钎焊因其加热温度低于450℃而被广泛采用★★ღ。然而★★ღ，无论是在生产过程中还是产品服役后必发bifa★★ღ，焊点虚焊都是一种常见的故障模式★★ღ。在电路设计和车间调试中★★ღ，焊接问题通常都与虚焊有关★★ღ。

　　根据航天标准QJ2828★★ღ，虚焊是指在焊接过程中连接界面上未形成合适厚度的金属间化合物（IMC）的现象★★ღ。而《电子电路术语》（T/CPCA1001—2022）则将其定义为表面具有块状★★ღ、褶皱或堆积的外观★★ღ，显示出不正确的焊料流动或润湿效果差的焊点★★ღ。

　　IMC是由两个或更多金属组元按比例组成的有序晶体结构化合物★★ღ。要实现良好的焊接效果★★ღ，焊料成分和母材成分必须发生能形成牢固结合的冶金反应★★ღ，即在界面上生成适当的合金层★★ღ。因此★★ღ，在焊接界面上★★ღ，IMC的形成与否或者形成质量好坏★★ღ，对焊接接头的机械★★ღ、化学★★ღ、电气等性能有关键性的影响★★ღ。某焊点内部的金相显微镜如图1所示★★ღ。从内部构造看★★ღ，IMC是连接两种材料的关键★★ღ，起着持久牢固的机械和电气连接作用★★ღ。没有生成或者没有形成良性的IMC★★ღ，对焊点来说是灾难性的问题★★ღ。

　　IMC的生成对焊点的可靠性很重要★★ღ，但IMC的生成并非一定能形成可靠的焊点★★ღ。良好的IMC需要在焊接后焊点界面生成★★ღ，且形态平坦★★ღ、均匀★★ღ、连续及厚度适中★★ღ，见表1★★ღ。由表1可知必发bifa★★ღ，IMC的厚度★★ღ、外貌形态★★ღ、化学结构都会影响焊点的可靠性★★ღ。

　　焊接是一个涉及金属表面★★ღ、助焊剂★★ღ、熔融焊料和空气之间相互作用的复杂过程★★ღ。熔融的焊料在经过助焊剂净化后的金属表面润湿★★ღ、扩散★★ღ、溶解★★ღ、冶金结合新一期军情观察室★★ღ，并与两个或多个被焊接金属表面之间生成IMC★★ღ，从而实现被焊接金属之间电气与机械连接技术新一期军情观察室★★ღ。因此★★ღ，虚焊（焊接不良）受到焊接材料★★ღ、焊接温度与时间★★ღ、焊盘设计等相关方面的影响★★ღ。

　　冷焊是指在焊接过程中★★ღ，钎料与基体金属之间未达到最低要求的润湿温度★★ღ，或者虽然局部发生了润湿★★ღ，但冶金反应不完全的现象★★ღ。冷焊的外观特征为锡膏未完全融化★★ღ，呈颗粒状★★ღ；手工焊接焊点冷焊表现为焊点不光滑★★ღ，焊料内夹杂松香状★★ღ，也称松香焊★★ღ。如对冷焊的焊点进行IMC金相分析★★ღ，要么没有生成合金层★★ღ，要么合金层太薄（0.5μm）★★ღ，表现为焊料未连接或焊点强度不足★★ღ。

　　IMC的厚度随温度和时间的增加而增加★★ღ，呈一种非线性的函数关系★★ღ，即温度越高★★ღ，IMC增加的厚度就越快★★ღ，且温度升高时★★ღ，形态连续的IMC层有部分断开新一期军情观察室新一期军情观察室必发bifa★★ღ，焊点内部会形成空洞新一期军情观察室★★ღ。因此★★ღ，PCBA在高温试验环境中易造成焊点的热疲劳★★ღ，表现在加电测试时新一期军情观察室★★ღ，故障焊点电阻会增大★★ღ。随着服役时间的增加★★ღ，增厚的IMC层焊点更容易从焊点内部不连续断开★★ღ，直至焊点开路失效★★ღ，见表2★★ღ。由表2可知★★ღ，随着试验板回流焊次数的增多★★ღ，IMC层厚度及形态都发生了较大变化★★ღ。

　　焊点脆化造成的故障一般不会在生产过程中或装焊完后立刻显现★★ღ，大多数是在环境试验（如高温★★ღ、温度冲击试验）中或产品服役一段时间后★★ღ，才会表现出来★★ღ。其表现形式为电路信号时通时断★★ღ、忽强忽弱★★ღ、衰减★★ღ。

　　可焊性是指熔融焊料润湿某种金属的能力★★ღ。印制电路板（printedcircuitboard★★ღ，PCB）和元器件的可焊性是关键参数★★ღ。PCB焊盘的镀层工艺种类较多★★ღ，焊盘常用的有热风锡铅镀层（hotairsolderleveling★★ღ，HASL）和化学镀镍/浸金（electrolessnickelimmersiongold★★ღ，ENIG）★★ღ。如PCB加工过程或存储不当都会造成焊接过程中未形成合格的IMC★★ღ。典型案例如ENIG加工问题★★ღ，导致金层下的镍层部分腐蚀★★ღ，使后期焊接不良的“黑盘”现象★★ღ。PCB和元器件镀层的氧化或污染同样会引起焊接不良问题★★ღ。

　　金（Au）是一种优越的抗腐蚀性材料★★ღ。它具有化学稳定性高★★ღ、不易氧化★★ღ、可焊性好★★ღ，耐磨★★ღ、导电性好及接触电阻小的优点★★ღ。金镀层是抗氧化性很强的镀层★★ღ，与焊料有很好的润湿性★★ღ。因此★★ღ，在元器件和PCB焊盘镀层上许多环节都用到金镀层★★ღ。但是★★ღ，在需要软钎接的部位上使用Au却是有害的★★ღ，会产生“金脆化”★★ღ。“金脆化”是指在涂有金涂敷层的表面钎焊时★★ღ，Au向焊料的锡（Sn）中迅速扩散★★ღ，形成Au-Sn化合物★★ღ，如AuSn4★★ღ。这种化合物为脆性化合物★★ღ，在应力作用下极易脆断★★ღ。当Au的含量达到3%时★★ღ，焊点会明显表现出脆性★★ღ，从而使焊点机械强度和可靠性下降★★ღ。如图3（a）所示的PCB焊盘工艺为电镀厚金★★ღ，金层厚度达到了1.27μm★★ღ，回流焊后富集AuSn4的焊点形态★★ღ。器件引线段未除金导致的焊点开裂如图3（b）所示★★ღ。

　　PCB上焊盘及孔径设计的不合理★★ღ，同样会造成虚焊★★ღ。不合理的焊盘尺寸和孔径可能导致上锡困难必发bifa★★ღ，从而造成虚焊★★ღ。

　　某司装调生产过程中★★ღ，曾发现多起因PCB上焊盘或孔径不合理导致的虚焊★★ღ。某产品在调试过程中★★ღ，每一批次均发生了某项指标不合格的情况★★ღ。调试工人及设计人员对故障定位到某一器件上★★ღ，但器件测试认定合格★★ღ。对该器件重新焊接后★★ღ，测试指标有好转但仍不合格★★ღ。高低温和板子三防后测试时★★ღ，该故障现象尤为严重★★ღ。经过几批次的生产★★ღ，对焊盘尺寸设计进行验证试验★★ღ，按工艺建议更改焊盘尺寸后★★ღ，该故障问题彻底解决★★ღ。

　　航空产品上某滤波器的PCB在装配过程中必发bifa★★ღ，工人反映此焊盘及孔径过小★★ღ，上锡困难★★ღ。工艺人员查阅了相关设计标准★★ღ、器件资料及设计PCB图★★ღ，焊盘单边尺寸（1.7272mm）远小于标准设计的最小值（2.2000mm）★★ღ。孔径及焊盘比照见表3★★ღ。这种焊盘在装焊过程造成的虚焊★★ღ，则不能靠后期生产中的工艺方法来解决★★ღ。

　　在生产现场★★ღ，因IMC或金脆引发的焊点虚焊很难被检测发现★★ღ，更难以界定虚焊点是Cu6Sn5★★ღ，还是Cu3Sn★★ღ。部分焊点外观良好必发bifa★★ღ，但当产品经过一系列老化或环境试验后★★ღ，产品功能异常★★ღ，经反复排查★★ღ，才能最终确认该焊点存在虚焊★★ღ。

　　某公司PCBA组件产品在常温下工作正常★★ღ，在高低温工作中始终不正常★★ღ，无法判定其故障原因★★ღ。后经振动测试后发现同一组件板上数个焊点有裂纹★★ღ，才推论出可能是由于焊点IMC层过厚★★ღ，导致焊点发脆（同时电阻增大）★★ღ，产生故障★★ღ，处理方式为报废当批产品★★ღ。但生产中因IMC问题报废产品不易执行必发bifa★★ღ，IMC或金脆故障引发的焊点异常证据不容易获得★★ღ。因此在实际生产中★★ღ，需要把工作重点放在生产管理的“过程控制”和监控记录上★★ღ，争取通过合理的可制造性设计（designformanufacturability★★ღ，DMF）设计★★ღ、物料质量控制★★ღ、工艺管控或升级★★ღ、生产过程管理等★★ღ，减少虚焊的发生★★ღ。bifa必发唯一官网登录★★ღ，必发bifa官方网站必发在线登录★★ღ！