電子SMT專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)：通孔元器件的焊接合格條件
印制電路組件板上所有的通孔插裝元器件在焊接時(shí)有各種各樣的焊接情況，為了更好地判斷和理解其焊接可接受條件，下面就針對(duì)通常的操作情況進(jìn)行介紹，便于在焊接質(zhì)量及工藝要求上進(jìn)行判定和把關(guān)。
一、焊點(diǎn)外觀要求
焊點(diǎn)外觀應(yīng)整潔，有光澤，無(wú)毛刺、拉尖、氣孔、掛錫、堆錫、銳邊、虛焊、漏焊、不潤(rùn)濕等缺陷。
通常，物體和焊料之間有一個(gè)凹面彎月形的光滑外形，并且呈現(xiàn)出焊點(diǎn)的平滑、連續(xù)均勻、良好潤(rùn)濕等外觀形象。焊點(diǎn)不應(yīng)有焊劑殘?jiān)皧A雜物，錫量適中并略顯露引線輪廓(露骨焊)。
潤(rùn)濕角θ小于30°的為優(yōu)良焊點(diǎn)。焊點(diǎn)θ角略大于30°，θ≤45°視為合格焊點(diǎn)，焊點(diǎn)θ角為40°～55°，這樣的焊點(diǎn)焊料稍多一些，潤(rùn)濕應(yīng)是可接收的焊點(diǎn)，焊接后焊點(diǎn)θ角為55°～75°，如圖4-87所示，這樣的焊點(diǎn)焊料就太多了，給人有堆積感，這種焊點(diǎn)容易隱藏焊接缺陷，一般情況下應(yīng)判為差或不合格焊點(diǎn)。焊接后焊點(diǎn)θ角為55°～75°，這樣的焊點(diǎn)焊料就太多了，給人有堆積感，這種焊點(diǎn)容易隱藏焊接缺陷，一般情況下應(yīng)判為差或不合格焊點(diǎn)。焊接后其焊點(diǎn)θ角為75°～90°，這樣的焊點(diǎn)焊料太多，無(wú)法判斷其潤(rùn)濕性，很容易隱藏焊接缺陷，帶來(lái)產(chǎn)品服役后的可靠性問(wèn)題，因此是不合格的焊點(diǎn)。
潤(rùn)濕角是指金屬表面和熔融焊料交界面，熔融焊料表面在其交點(diǎn)處切線和金屬表面間的夾角，用θ表示，焊點(diǎn)的潤(rùn)濕角如圖1所示。
圖1
焊點(diǎn)潤(rùn)濕角評(píng)定表：
二、焊點(diǎn)外觀不合格的焊接判定
印制電路組件板上常見(jiàn)的焊點(diǎn)外觀不合格工藝判定有以下幾種情況。
①各種原因造成的焊接溫度不夠，使得焊點(diǎn)最終形成像橘皮似的皺褶，表面不光滑，這種外觀的焊點(diǎn)稱(chēng)為冷焊，如圖2所示。
圖2
②由于電烙鐵抽出時(shí)機(jī)與焊絲配合不當(dāng)或溫度的原因，造成焊點(diǎn)拉尖，如圖3所示。
圖3
③元器件引腳與焊盤(pán)產(chǎn)生了空洞，且焊料的連續(xù)性差，潤(rùn)濕不好，引腳修剪不符合工藝要求，如圖4所示。
圖4
④焊料爬升末端與元器件引腳處產(chǎn)生了裂縫，可能是由于引腳的潤(rùn)濕性不好(這種情況焊接后不能看見(jiàn)，當(dāng)元器件受到某種震動(dòng)時(shí)就很容易產(chǎn)生這種裂縫)，也可能是由于焊點(diǎn)在冷卻時(shí)受到了不應(yīng)有的擾動(dòng)產(chǎn)生了裂縫，這種焊接裂縫的缺陷情形如圖5所示。
圖5
⑤如果焊接的溫度較高，會(huì)造成焊料表面呈現(xiàn)出微微發(fā)紅或顏色加深且有皺紋，焊點(diǎn)表面沒(méi)有光澤的焊點(diǎn)。
圖6
⑥在焊盤(pán)處PCB由于過(guò)熱而造成的熱損傷，這種過(guò)熱不是像⑤中的那種電烙鐵溫度高的過(guò)熱，而是焊接的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、焊接次數(shù)的過(guò)多而造成的現(xiàn)象，因?yàn)楹更c(diǎn)的表面沒(méi)有⑤中所呈現(xiàn)的表征，只是在焊盤(pán)的周?chē)a(chǎn)生了使基材變顏色的現(xiàn)象，因此是過(guò)熱所致，如圖7所示。
圖7
⑦在PCB焊接中，由于種種原因(如焊盤(pán)的可焊性、元器件引腳的可焊性、引腳預(yù)處理問(wèn)題、焊接時(shí)間和溫度的把握等因素)，都會(huì)造成焊點(diǎn)不潤(rùn)濕的情況發(fā)生。一般情況下，焊點(diǎn)不潤(rùn)濕就是大家所說(shuō)的“虛焊”，這種焊接缺陷在PCB的焊接中是比較常見(jiàn)的。它們所表現(xiàn)出來(lái)的特征常常有以下幾種外觀表現(xiàn)，如圖8(a)～(f)所示。
圖8
三、焊接時(shí)印制電路板板面的不合格
①在焊接過(guò)程中，由于焊膏的原因(焊膏中水分問(wèn)題，從冰箱中拿出回溫時(shí)間不夠等原因)使得在熔融時(shí)造成了焊料的飛濺從而形成錫珠;手工焊接時(shí)操作上的不規(guī)范動(dòng)作，任意甩錫造成了錫珠等，這種現(xiàn)象表現(xiàn)在PCB的焊盤(pán)周?chē)?，如圖9中箭頭所示。
圖9
②引起錫珠的情況除了在焊盤(pán)周?chē)a(chǎn)生外，還有一種情況就是錫珠呈現(xiàn)在PCB板面的任何地方，它們的存在破壞了印制導(dǎo)線或焊盤(pán)的最小電氣間隙要求，如圖10(a)中所示;錫珠呈現(xiàn)在器件上，如圖10(b)所示。這些錫珠雖然沒(méi)有附著在印制導(dǎo)線上，如果清除不掉的話，這種金屬多余物在一定條件下就有可能造成電路致命故障(短路的可能)，因此應(yīng)該視為不合格。
圖10
③印制導(dǎo)線上由焊料引起的橋接，如圖11所示。
圖11
④在PCB板面上有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生由焊料帶來(lái)的橋接，這種焊料橋接像一個(gè)網(wǎng)狀，一般情況下，這種網(wǎng)狀似的橋接常常是由于焊膏印刷時(shí)所帶來(lái)的焊料污染，在再流過(guò)爐時(shí)形成的，如圖12所示。
圖12
四、元器件引腳與焊料、焊盤(pán)不合格的判定
①元器件引腳和焊點(diǎn)間有裂縫、空洞視為不合格，如圖13所示。
圖13
②焊接時(shí)因?yàn)楹噶咸喽龅皆骷倔w或封裝口“A”，則視為不合格，如圖14所示。
圖14
③元器件引腳上的焊料太多造成焊接時(shí)爬升太高，焊料已過(guò)了引腳的彎曲點(diǎn)，這樣的焊點(diǎn)應(yīng)視為不合格，如圖4-73所示。對(duì)于這樣的不合格情況，可以采用吸錫繩在多余焊料部分進(jìn)行吸掉，然后緊接著烙鐵朝引腳根部、焊盤(pán)底部方向抽出，這樣就可將爬到引腳彎曲部位的焊料引下，從而獲得一個(gè)滿(mǎn)足要求的焊點(diǎn)。
圖15
根據(jù)李曉麟老師的印制電路組件裝焊工藝與技術(shù)改編
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