电路板焊接缺陷的三大原因

金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。

各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料、焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。

电路板焊接缺陷的三大原因

板孔的可焊性对焊接质量的影响

可焊性就是金属表面被熔融焊料润湿，即焊料所在的金属表面形成一层连续的，相对均匀的，光滑的附着薄膜。电路板孔可焊性不好，会造成虚焊缺陷，影响电路中元件的参数。不稳定的多层板元器件和内层线导通，严重时会致使整个电路的功能失效。

电路板

电路板可焊性受到以下几个因素的影响：

（1）焊接材料的组成成分和被焊接的材料的性质。 作为焊接化学处理过程的重要组成部分，焊接材料包含有助焊剂的化学材料，一般为低熔点共熔金属为Sn-Pb或Sn-Pb-Ag，其中杂质含量不能超过一定比例，防止杂质产生氧化物而被助焊剂溶解。焊剂一般采用白松香和异丙醇溶剂，通过热量传递，将电路板表面的锈蚀去除，帮助焊料更好地润湿被焊电路板的表面。

（2）电路板的可焊性还受到焊接的温度和金属板表面清洁程度的影响。温度太高会加快焊料扩散速度，提高焊料的活性，导致电路板和焊料熔融表面迅速氧化，形成焊接缺陷；受污染的电路板表面也会影响电路板可焊性从而产生锡珠、锡球、开路、光泽度不好等缺陷。

翘曲导致焊接缺陷

翘曲电路板的形状

电路板和元器件在焊接过程中由于应力变形翘曲，产生虚焊、短路等缺陷。电路板的上下部分温度不平衡是造成电路板翘曲的主要原因。对于大的电路板来说，自身重量下坠也会产生翘曲。普通的PBGA器件与电路板之间的距离约为0.5mm，如果电路板上器件较大，电路板在降温后逐渐恢复正常形状，而应力作用将长时间作用于焊点，这时如果器件抬高0.1mm，完全有可能会导致虚焊开路。

焊接质量受电路板设计影响

电路板焊接过程

虽然焊接在布局尺寸大的电路板上较容易控制，但是板的尺寸过大会导致印刷线条长，阻抗也随之增大，抗噪声的能力下降，板的成本增加；板的尺寸过小时，散热能力下降，焊接的过程也不容易控制，还会发生相邻的线条相互干扰的情况。所以，必须优化印制电路板的设计：

（1）尽量将高频元件之间的连线缩短、减少电磁干扰。

（2）超过20g的大重量元件，应该采用支架进行固定，然后再进行焊接工作。

（3）发热的元件应该考虑散热的问题，防止元件表面温度较高产生缺陷，热敏元件应该尽量远离发热源。

（4）为使电路板美观且容易焊接，尽可能将元件进行平行排列，这样也有利于进行大批量生产。电路板设计的最佳比例应该为4∶3的矩形。导线宽度应该尽量均衡，防止布线不连续。应该避免使用大面积铜箔，防止其在电路板长时间受热时发生膨胀和脱落的现象。