电路焊接虚焊的成因分析与改进措施

熊宇

摘要：虚焊是导致电路失效的主要问题之一，会影响到电子产品的使用效果。因此本文将分析虚焊的形成，以及在电路焊接过程中造成虚焊出现的潜在因素，并提出有关的改进措施，希望能够强化焊接过程对虚焊的预防工作，从而提高电子产品的质量。

关键词：电路焊接;虚焊成因;改进措施

引言：伴随着社会的发展，人们对电子产品质量水平的要求也在不断提高。在强化电子产品制造工艺的过程中，电子产品的质量能够得到很大的改善，但是电路虚焊等问题还是无法避免。对于电子产品而言，虚焊容易引起焊点失效，使得电路整体瘫痪。尤其是在一些元器件密度较大的电子产品中，虚焊不仅会影响到产品实际的使用效果，还会为后续的江秀带来困难。因此需要针对电路焊接虚焊问题开展研究，了解影响虚焊的因素并且掌握有效的改进措施，从而减少虚焊带来的损失。

一、虚焊的形成

若是待焊金属表面有氧化物或是污垢，则会导引起虚焊形成。由于氧化物与污垢会使焊接处形成“虚焊点”，而“虚焊点”会在电子产品内部产生有接触电阻的连接状态，使电路无法正常稳定的工作。同时虚焊还会导致无规律的噪声出现，在电路调试、使用以及维修的时候，会对最终的结果或是效果造成影响。

除此之外，落实焊接点后期失效也会出现虚焊的问题。焊点失效主要是因为电子产品在使用的时候，由于周期性的开关使焊点处的温度不稳定，若是引起温度循环与温度冲击产生热应力，则会影响到焊接处焊点的稳定，形成虚焊点;其次，电子产品受到外界动态因素影响时，也会使焊点出现问题，例如受到振动冲击使焊点出现裂纹而形成虚焊点，导致焊点失效。

二、电路设计中虚焊的影响因素

在电子产品内部，器件的布局是虚焊出现的影响因素之一。在一些大中功率或是接近大功率的元器件中，引脚部分极易因温度的变化出现热胀冷缩的现象，从而使元器件的引脚应力不均匀，也就是元器件在使用过程中发热，使焊点在高温环境中出现变质而引起虚焊。对于这种情况，虚焊大部分都出现在焊点的中间位置，在对大功率元器件的印制板电路设计与排布时，需要优化功率元器件与其他元器件之间的密度，或是加大功率元器件的散热面积，使功率器件的热量能够快速的外排，减少高温对焊点的影响。

对于PCB的布线而言，若是在元件脚旁有金属化过孔，在焊接时部分焊锡融化后会流入过孔中，使焊点的锡量不足引起虚焊。因此在设计时，需要分开金属化过孔与贴片元件，减少金屬化过孔对焊点的影响

三、物理管料中虚焊的影响因素

1、印制板的影响

在印制板与焊点接触的部位极易出现虚焊。当印制板经过长时间的储存、存储环境不理想过于潮湿或是在转运过程中未保护得当，使焊盘容易出现氧化现象，导致焊盘的润湿性下降，在焊接之后则会容易出现虚焊的问题。此外，若是印制板变形，在印刷焊膏时，焊膏的厚度无法保持一致，部分焊盘处的焊膏厚度较小，在焊接时极易出现焊接不良的问题。

2、元器件的影响

若是元器件经过长时间的储存，引脚处容易出现氧化，导致焊料无法与焊盘形成牢固的焊接，从而引起虚焊，影响到焊点提供的电气性能稳定程度。

3、焊料的影响

焊料在高温的环境下容易出现焊膏变质，或是对焊膏的解冻搅拌不充足，活化剂未能活化，也会导致焊接之后的焊点失效，这类的焊接问题经常批次性的出现。

综上所述，对于焊接物料的管控时，需要遵循开包即用的原则，在使用焊料、元器件以及线路板等物料时，应即用即开减少储存的周期。例如缩短元器件暴露在空气中的时间，避免在元器件的引脚或是线路板的铜焊点出现氧化层，影响到焊接。

四、焊接过程中虚焊的影响因素

1、回流焊的影响

在回流焊的温度曲线中，若是对任何一个弯曲设置的不合理，将会使虚焊的情况极易出现。以SN63PB37焊膏回流为例，在焊接的时候，预热区的升温速度过快，焊料四处飞溅形成焊料球，使得焊点的焊料不足。其次，保温阶段的时间设置不够充足，会影响到PCB以及元器件的温度均匀情况，极易引起冷焊、芯吸或是桥连的问题。同时，保温阶段是活化剂在焊膏中生效的阶段，而活化剂能够清理焊接面或是引脚、焊盘、焊粉中的氧化物与污染物，并且焊盘、焊膏与元器件的焊接面在加热或风吹的环境中更容易氧化，若是保温阶段的时间设置过长，活化剂的消耗速度过快影响到回流性能。

在回流区，焊料融化时对焊盘与元器件的焊脚进行润湿，进行冶金结合，若是加热时间过长回流温度高，PCB与元器件容易损坏;加热时间短回流温度低，焊料融化不充分，焊接效果不好，容易引起虚焊。对于冷却区而言，焊接处冷却的速度过快，焊点的区域热应力则容易变大，随着而来的将是裂锡或是脆化等问题，同时随着时间的变化，焊接残余应力不断累积，焊点处则容易出现裂纹，影响到焊点焊接的稳定性，从而引起虚焊问题出现。

因此在进行回流焊时，需要对回流焊接温度曲线进行深入的研究分析，精准地控制各个阶段的时间与温度，避免虚焊情况出现。

2、手工焊的影响

在进行手工焊接时，焊接的时间也会影响到焊接点的稳定，是虚焊的影响因素之一。例如，手工焊接的焊接时间过短，焊锡熔融不够充分，出现冷焊，形成虚焊点。此外，焊接头的温度高低也会影响到虚焊点的产生，当焊接头的温度过高时，焊接表面生产氧化层，虚焊点出现。同时，助焊剂也是虚焊点出现的影响因素之一，若是助焊剂的还原性或是用量不足，无法全面地清洁焊接面，使焊接面还留有氧化物或污染物，则焊接点容易出现虚焊的问题。

因此在进行手工焊时，需要把握焊接的时间与焊头的温度，使用适量与合适的助焊剂，小心操作，减少虚焊的问题出现。

五、结束语

电路焊接中，虚焊会导致焊点失效，影响到电子产品的整体质量水平。特别是一些特殊需求的电子产品，若是存在虚焊的问题，则会影响到整体的使用效果，严重使会带来不可估量的损失。因此在电路焊接的时候，需要对虚焊问题进行预防，特别是在进行电路设计、物料管理以及焊接等阶段，应该熟悉虚汗出现的潜在因素，采取对应的改进措施，从而控制虚焊的出现。

参考文献：

[1]罗石芳.电子元器件产生虚焊的原因及对策[J].科技风，2013（11）：33+36.

[2]李春来.电子产品“虚焊”原因分析及控制方法[J].信息技术，2010，34（10）：119-121.