手工焊接印制板装配工艺及检测方法的应用

陈莲英 闫林涛

摘要：为了提高手工焊接印制板质量水平，主要针对影响手工焊接印制板质量主要因素—焊点的检查，改进了手工印制板装备制造工艺和检测方法。经过质量检测证明：采用改进后的印制板检查方法使得手工印制板合格率提高到98%以上。

关键词：印制板；手工焊接；焊点缺陷分析；检测方法 近年来，随着电子装备制造业工艺水平的不断提高，电子产品的装配也从手工装配发展到了高度智能化、微型化、集成化的全自动装配。但是不少科研院所、军工制造企业，由于受到电子产品种类多，单产较少等因素制约，不适宜使用这种适应大规模产量的全自动电器装配设备，因此手工焊接电路印制板仍然是其最重要的电器装配方式。但也带来一系列问题：产品一次性合格率远不及全自动电气装配设备所生产的印制板高，不同批次的产品质量不稳定，产品质量受人为因素（特别是操作者熟练程度）影响严重。对影响印制板质量的主要进行分析，对原先的印制板质量检测方法进行改进是十分必要的[1]。

1影响印制板装配质量的因素分析

据统计，印制板30%-70%的故障与焊点质量有关，特别是人工焊接印制板的故障90%与焊接点缺陷有直接关系。因此对焊点缺陷检测是提高手工焊接印制板质量的关键。

1.1 常见的焊点缺陷

焊点是经过润湿、扩散、冶金结合后使焊点在静止过程中自然冷却来完成并达到良好的焊接效果。一个高质量的焊点，不但要有良好的电气性能和机械性能，还应有光滑洁净的表面。即使采用波峰焊、回流焊这样完善的焊接手段，也都会出现不同程度的焊接缺陷，需要人工进行补焊和再次焊接，才能提高焊接质量。从实践中得知，常见的焊接缺陷有：拉尖、桥接、虚焊、漏焊、空洞（气泡）、印制导线和焊盘翘起脱落、针孔、偏焊、结晶松散和焊锡量少等。

1.2 导致焊点缺陷的原因分析

影响手工焊接印制板的主观原因受到操作者的熟练程度、技术水平、细心程度等影响，经过长期职业训练和经验积累均可进行提高。但印制板自身缺陷（如金属化孔毛刺、安装快设计不合理）、焊接设备（电烙铁的温度因素）、印制板制版基材的优劣，这些影响手工焊接印制板质量客观因素等是无法改变的，排除这些客观因素是提高手工焊接印制板的先决条件。

对缺陷的检测也由人工目测发展到激光红外检测、超声检测、自动视觉检测。印制板的焊点质量，关系整个电子产品使用可靠性和使用寿命。因此提高印制板焊点质量是一项不可忽视的基本工作。

2手工焊接印制板的工艺方法改进

通过对手工焊接印制板焊点缺陷原因的分析，对手工焊接印制板的工艺方法进行改进，具体步骤如下：⑴装配前须进行印制板可焊性测试；⑵对被焊元器件进行予搪锡处理，去除氧化层，提高可焊性；⑶在规定范围内正确选用助焊剂的成份、比重、用量；⑷焊接温度控制在230℃～250℃；⑸焊接时间控制在2S～3S；⑹針对不同元器件、不同种类的印制板合理选择不同的电烙铁；⑺掌握正确的焊接步骤，如常用的焊接五步法或三步法。

3手工印制板质量检测

印制电路板的测试主要有两种:裸板测试和载体测试。人的目视检查，只能评判焊点外观的质量，对于焊点内部的缺陷，只能根据焊点外观特性来判断。非人工检测印制板焊点质量，目前国外发展很快，主要有三种方法：激光红外检测技术、超声波检测技术、自动视觉检测技术。检测技术的更新，新技术的出现，将逐步代替人工检测来完成和提高工人检测的速度和质量，使焊点质量得到更完善的可靠的控制[2]。

焊点的质量都影响着产品的稳定性、可靠性、使用寿命和电气性能。工作中常因为焊点的质量而造成整个产品不能正常工作的现象，因此，焊接结束后，对焊点的质量要进行100%的检测，如目视检测、电性能检测、X射线透视检测、超声波检测和利用设备进行检测，从而提高焊点质量，以保证电气性能。常用的人工目测检测，用3-5倍的放大镜，用比较的方法进行焊点检测，即焊接点与标准焊点进行外观直观比较，其标准点外形（如图1）主要是指焊料与被焊金属（如焊盘、元器件）表面湿润角不大于30o，焊料在被焊金属表面，是逐渐减薄并延伸流动性好，引线轮廓明显可见，焊料冷缩后，弯曲面显著，并且焊料到引线表面之间看不出明显的分界线总而言之，外观光泽平滑、无针孔、无沙粒裂纹、无拉尖和桥接等细小缺陷，即为良好焊点。如果焊料在引线周围基本无弯曲面，形成一个截头圆锥体，分界线清楚，表面粗糙，有裂纹，稍用力被焊引线即被拉出的焊点为不合格的焊点[3]。

经过对影响手工焊接印制板质量的因素进行分析，得出了焊点缺陷是影响手工印制板最主要的因素。对原先手工焊接印制板制造工艺流程的改进与优化，采用合理方法对焊点缺陷进行检测后，手工焊接印制板的质量得到很大提高，产品一次合格率达到了98%以上。

[参考文献]

[1]王琦.检测技术在印制板质量控制中的作用[J].印刷电路信息, 1996(1):7-13.

[2]阔沛文.确保印制板质量的在线测试系统[J].国外电子测量技, 2003(3):13-14.

[3]李宇君,秦连城,杨道国.无铅焊料在电子组装与封装中的应用[J].电子工艺技术,2006,27(1):1-7.