PCB貼片焊接的質量標準是什么

焊接是電子產品組裝過程中的重要工藝。焊接質量的好壞，直接影響電子電路及電子裝置的工作性能。

優(yōu)良的焊接質量，可為電路提供良好的穩(wěn)定性、可靠性，不良的焊接方法會導致元器件損壞，給測試帶來很大困難，有時還會留下隱患，影響的電子設備可靠性。

PCB貼片焊接的要素及焊點質量標準

一、PCB貼片焊接的分類及特點

焊接一般分三大類：熔焊、接觸焊和釬焊。

熔焊：是指在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，在不外加壓力的情況下完成焊接的方法。如電弧焊、氣焊等。

接觸焊：在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱）完成焊接的方法。如超聲波焊、脈沖焊、摩擦焊等。

釬焊：電子產品安裝工藝中所謂的“焊接”就是軟釬焊的一種，主要使用錫、鉛等低熔點合金材料作焊料，因此俗稱“錫焊”。

使用焊料的熔點高于4500C 的焊接稱硬釬焊；

使用焊料的熔點低于4500C 的焊接稱軟釬焊。

二、PCB貼片焊接的原理

電子線路的焊接看似簡單，似乎只不過是熔融的焊料與被焊金屬（母材）的結合過程，但究其微觀機理則是非常復雜的，它涉及物理、化學、材料學、電學等相關知識。熟悉有關焊接的基礎理論，才能對焊接中出現的各種問題心中有數，應付自如，從而提高焊點的焊接質量。

所謂焊接是將焊料、被焊金屬同時加熱到最佳溫度，依靠熔融焊料添滿被金屬間隙并與之形成金屬合金結合的一種過程。從微觀的角度分析，焊接包括兩個過程：一個是潤濕過程，另一個是擴散過程。

1. 潤濕（橫向流動）

又稱浸潤，是指熔融焊料在金屬表面形成均勻、平滑、連續(xù)并附著牢固的焊料層。

潤濕的好壞用潤濕角表示

浸潤程度主要決定于焊件表面的清潔程度及焊料的表面張力。

金屬表面看起來是比較光滑的，但在顯微鏡下面看，有無數的凸凹不平、晶界和傷痕，的焊料就是沿著這些表面上的凸凹和傷痕靠毛細作用潤濕擴散開去的，因此焊接時應使焊錫流淌。

流淌的過程一般是松香在前面清除氧化膜，焊錫緊跟其后，所以說潤濕基本上是熔化的焊料沿著物體表面橫向流動。

2. 擴散（縱向流動）

伴隨著熔融焊料在被焊面上擴散的潤濕現象還出現焊料向固體金屬內部擴散的現象。例如，用錫鉛焊料焊接銅件，焊接過程中既有表面擴散，又有晶界擴散和晶內擴散。錫鉛焊料中的鉛只參與表面擴散，而錫和锏原子相互擴散，這是不同金屬性質決定的選擇擴散。正是由于這種擴散作用，在兩者界面形成新的合金，從而使焊料和焊件牢固地結合。

3. 冶金結合

擴散的結果使錫原子和被焊金屬銅的交接處形成合金層，從而形成牢固的焊接點。以錫鉛焊料焊接銅件為例。在低溫（250～300℃）條件下，銅和焊錫的界面就會生成Cu3Sn 和Cu6Sn5。若溫度超過300 ℃，除生成這些合金外，還要生成Cu31Sn8 等金屬間化合物。焊點界面的厚度因溫度和焊接時間不同而異，一般在3~10um 之間。圖所示的是錫鉛焊料焊接紫銅時的部分斷面金屬組織的放大說明。

PCB貼片焊接的要素

三、PCB貼片焊接的要素

1. 焊接母材的可焊性

所謂可焊性，是指液態(tài)焊料與母材之間應能互相溶解，即兩種原子之間要有良好的親和力。兩種不同金屬互熔的程度，取決于原子半徑及它們在元素周期表中的位置和晶體類型。錫鉛焊料，除了含有大量鉻和鋁的合金的金屬材料不易互溶外，與其他金屬材料大都可以互溶。為了提高可焊性，一般采用表面鍍錫、鍍銀等措施。

2. 焊接部位清潔程度

焊料和母材表面必須“清潔”，這里的“清潔”是指焊料與母材兩者之間沒有氧化層，更沒有污染。當焊料與被焊接金屬之間存在氧化物或污垢時，就會阻礙熔化的金屬原子的自由擴散，就不會產生潤濕作用。元件引腳或PCB 焊盤氧化是產生“虛焊”的主要原因之一。

3. 助焊劑

助焊劑可破壞氧化膜、凈化焊接面，使焊點光滑，明亮。電子裝配中的助焊劑通常是松香。

4. 焊接溫度和時間

焊錫的最佳溫度為250±5oC ，最低焊接溫度為240oC。溫度太低易形成冷焊點。高于260oC 易使焊點質量變差。

焊接時間：完成潤濕和擴散兩個過程需2~3S，1S 僅完成潤濕和擴散兩個過程的35% 。一般IC、三極管焊接時間小于3S，其他元件焊接時間為4~5S。

5. 焊接方法

焊接方法和步驟非常關鍵。

PCB貼片焊點的質量標準

四、PCB貼片焊點的質量標準

1.電氣性能良好

高質量的焊點應使焊料和金屬工件表圓形成牢固的合金層，才能保證良好的導電性能，簡單地將焊料堆附在金屬工件表面而形成虛焊，是焊接工作中的大忌。

2.具有一定的機械強度

電子設備有時要工作在振動環(huán)境中，為使焊件不松動、不脫落，焊點必須具有一定的機械強度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強度都比較低，為了增加強度，可根據需要增加焊接面以．或將元器件引線、導線先行網繞、絞合、鉤接在接點上再進行焊接。

3.焊點上的焊料要適量

焊點上的焊料過少，不僅降低機械強度，而且會導致焊點早期失效；焊點上的焊料過多，既增加成本，又容易造成焊點橋連（短路），也會掩飾焊接缺陷。所以焊點上的焊料要適量。印制電路板焊接時，焊料布滿焊盤呈裙狀展開時為最適宜。

4.焊點表面應光亮且均勻

良好的焊點表面應光亮且色澤均勻。這主要是因為助焊劑中未完全揮發(fā)的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點表面，能防止焊點表面的氧化。

5.焊點不應有毛刺、空隙

焊點表面存在毛刺、宅隙，不僅不美觀，還會給電子產品帶來危害，尤其在高壓電路部分將會產生尖端放電而損壞電子設備。

6.焊點表面必須清潔

焊點表面的污垢，如果不及時清除，酸性物質會腐蝕元器件引線、接點及印制電路，吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等，從而帶來嚴重隱患。