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　　在电子产品组装领域◈ღ✿，焊接和压接是实现电性能连接和导通的两种核心工艺方法◈ღ✿。在印制电路板组装（printedcircuitboardassembly◈ღ✿，PCBA）中◈ღ✿，软钎焊因其加热温度低于450℃而被广泛采用◈ღ✿。然而◈ღ✿，无论是在生产过程中还是产品服役后◈ღ✿，焊点虚焊都是一种常见的故障模式福利宝APP导入◈ღ✿。在电路设计和车间调试中◈ღ✿，焊接问题通常都与虚焊有关◈ღ✿。

　　根据航天标准QJ2828◈ღ✿，虚焊是指在焊接过程中连接界面上未形成合适厚度的金属间化合物（IMC）的现象◈ღ✿。而《电子电路术语》（T/CPCA1001—2022）则将其定义为表面具有块状◈ღ✿、褶皱或堆积的外观◈ღ✿，显示出不正确的焊料流动或润湿效果差的焊点◈ღ✿。

　　IMC是由两个或更多金属组元按比例组成的有序晶体结构化合物◈ღ✿。要实现良好的焊接效果◈ღ✿，焊料成分和母材成分必须发生能形成牢固结合的冶金反应◈ღ✿，即在界面上生成适当的合金层◈ღ✿。因此◈ღ✿，在焊接界面上◈ღ✿，IMC的形成与否或者形成质量好坏◈ღ✿，对焊接接头的机械◈ღ✿、化学◈ღ✿、电气等性能有关键性的影响◈ღ✿。某焊点内部的金相显微镜如图1所示必发◈ღ✿。从内部构造看◈ღ✿，IMC是连接两种材料的关键◈ღ✿，起着持久牢固的机械和电气连接作用◈ღ✿。没有生成或者没有形成良性的IMC◈ღ✿，对焊点来说是灾难性的问题◈ღ✿。

　　IMC的生成对焊点的可靠性很重要◈ღ✿，但IMC的生成并非一定能形成可靠的焊点◈ღ✿。良好的IMC需要在焊接后焊点界面生成◈ღ✿，且形态平坦◈ღ✿、均匀◈ღ✿、连续及厚度适中◈ღ✿，见表1◈ღ✿。由表1可知◈ღ✿，IMC的厚度◈ღ✿、外貌形态必发◈ღ✿、化学结构都会影响焊点的可靠性◈ღ✿。

　　焊接是一个涉及金属表面◈ღ✿、助焊剂◈ღ✿、熔融焊料和空气之间相互作用的复杂过程◈ღ✿。熔融的焊料在经过助焊剂净化后的金属表面润湿◈ღ✿、扩散◈ღ✿、溶解必发◈ღ✿、冶金结合◈ღ✿，并与两个或多个被焊接金属表面之间生成IMC◈ღ✿，从而实现被焊接金属之间电气与机械连接技术◈ღ✿。因此◈ღ✿，虚焊（焊接不良）受到焊接材料◈ღ✿、焊接温度与时间◈ღ✿、焊盘设计等相关方面的影响◈ღ✿。

　　冷焊是指在焊接过程中◈ღ✿，钎料与基体金属之间未达到最低要求的润湿温度◈ღ✿，或者虽然局部发生了润湿◈ღ✿，但冶金反应不完全的现象◈ღ✿。冷焊的外观特征为锡膏未完全融化◈ღ✿，呈颗粒状◈ღ✿；手工焊接焊点冷焊表现为焊点不光滑◈ღ✿，焊料内夹杂松香状◈ღ✿，也称松香焊福利宝APP导入◈ღ✿。如对冷焊的焊点进行IMC金相分析福利宝APP导入◈ღ✿，要么没有生成合金层◈ღ✿，要么合金层太薄（0.5μm）◈ღ✿，表现为焊料未连接或焊点强度不足◈ღ✿。

　　IMC的厚度随温度和时间的增加而增加◈ღ✿，呈一种非线性的函数关系◈ღ✿，即温度越高◈ღ✿，IMC增加的厚度就越快◈ღ✿，且温度升高时◈ღ✿，形态连续的IMC层有部分断开◈ღ✿，焊点内部会形成空洞◈ღ✿。因此◈ღ✿，PCBA在高温试验环境中易造成焊点的热疲劳◈ღ✿，表现在加电测试时◈ღ✿，故障焊点电阻会增大◈ღ✿。随着服役时间的增加◈ღ✿，增厚的IMC层焊点更容易从焊点内部不连续断开◈ღ✿，直至焊点开路失效◈ღ✿，见表2◈ღ✿。由表2可知◈ღ✿，随着试验板回流焊次数的增多◈ღ✿，IMC层厚度及形态都发生了较大变化◈ღ✿。

　　焊点脆化造成的故障一般不会在生产过程中或装焊完后立刻显现◈ღ✿，大多数是在环境试验（如高温◈ღ✿、温度冲击试验）中或产品服役一段时间后◈ღ✿，才会表现出来◈ღ✿。其表现形式为电路信号时通时断◈ღ✿、忽强忽弱◈ღ✿、衰减◈ღ✿。

　　可焊性是指熔融焊料润湿某种金属的能力◈ღ✿。印制电路板（printedcircuitboard◈ღ✿，PCB）和元器件的可焊性是关键参数◈ღ✿。PCB焊盘的镀层工艺种类较多◈ღ✿，焊盘常用的有热风锡铅镀层（hotairsolderleveling◈ღ✿，HASL）和化学镀镍/浸金（electrolessnickelimmersiongold◈ღ✿，ENIG）◈ღ✿。如PCB加工过程或存储不当都会造成焊接过程中未形成合格的IMC◈ღ✿。典型案例如ENIG加工问题◈ღ✿，导致金层下的镍层部分腐蚀◈ღ✿，使后期焊接不良的“黑盘”现象◈ღ✿。PCB和元器件镀层的氧化或污染同样会引起焊接不良问题◈ღ✿。

　　金（Au）是一种优越的抗腐蚀性材料◈ღ✿。它具有化学稳定性高必发◈ღ✿、不易氧化◈ღ✿、可焊性好◈ღ✿，耐磨◈ღ✿、导电性好及接触电阻小的优点◈ღ✿。金镀层是抗氧化性很强的镀层◈ღ✿，与焊料有很好的润湿性◈ღ✿。因此◈ღ✿，在元器件和PCB焊盘镀层上许多环节都用到金镀层◈ღ✿。但是◈ღ✿，在需要软钎接的部位上使用Au却是有害的◈ღ✿，会产生“金脆化”◈ღ✿。“金脆化”是指在涂有金涂敷层的表面钎焊时◈ღ✿，Au向焊料的锡（Sn）中迅速扩散◈ღ✿，形成Au-Sn化合物◈ღ✿，如AuSn4◈ღ✿。这种化合物为脆性化合物◈ღ✿，在应力作用下极易脆断◈ღ✿。当Au的含量达到3%时◈ღ✿，焊点会明显表现出脆性◈ღ✿，从而使焊点机械强度和可靠性下降◈ღ✿。如图3（a）所示的PCB焊盘工艺为电镀厚金◈ღ✿，金层厚度达到了1.27μm◈ღ✿，回流焊后富集AuSn4的焊点形态必发◈ღ✿。器件引线段未除金导致的焊点开裂如图3（b）所示◈ღ✿。

　　PCB上焊盘及孔径设计的不合理◈ღ✿，同样会造成虚焊◈ღ✿。不合理的焊盘尺寸和孔径可能导致上锡困难◈ღ✿，从而造成虚焊◈ღ✿。

　　某司装调生产过程中◈ღ✿，曾发现多起因PCB上焊盘或孔径不合理导致的虚焊◈ღ✿。某产品在调试过程中◈ღ✿，每一批次均发生了某项指标不合格的情况◈ღ✿。调试工人及设计人员对故障定位到某一器件上福利宝APP导入◈ღ✿，但器件测试认定合格福利宝APP导入◈ღ✿。对该器件重新焊接后◈ღ✿，测试指标有好转但仍不合格◈ღ✿。高低温和板子三防后测试时◈ღ✿，该故障现象尤为严重◈ღ✿。经过几批次的生产◈ღ✿，对焊盘尺寸设计进行验证试验◈ღ✿，按工艺建议更改焊盘尺寸后◈ღ✿，该故障问题彻底解决◈ღ✿。

　　航空产品上某滤波器的PCB在装配过程中◈ღ✿，工人反映此焊盘及孔径过小福利宝APP导入◈ღ✿，上锡困难◈ღ✿。工艺人员查阅了相关设计标准◈ღ✿、器件资料及设计PCB图◈ღ✿，焊盘单边尺寸（1.7272mm）远小于标准设计的最小值（2.2000mm）◈ღ✿。孔径及焊盘比照见表3◈ღ✿。这种焊盘在装焊过程造成的虚焊◈ღ✿，则不能靠后期生产中的工艺方法来解决◈ღ✿。

　　在生产现场◈ღ✿，因IMC或金脆引发的焊点虚焊很难被检测发现◈ღ✿，更难以界定虚焊点是Cu6Sn5◈ღ✿，还是Cu3Sn◈ღ✿。部分焊点外观良好◈ღ✿，但当产品经过一系列老化或环境试验后◈ღ✿，产品功能异常◈ღ✿，经反复排查◈ღ✿，才能最终确认该焊点存在虚焊◈ღ✿。

　　某公司PCBA组件产品在常温下工作正常◈ღ✿，在高低温工作中始终不正常◈ღ✿，无法判定其故障原因◈ღ✿。后经振动测试后发现同一组件板上数个焊点有裂纹◈ღ✿，才推论出可能是由于焊点IMC层过厚◈ღ✿，导致焊点发脆（同时电阻增大）◈ღ✿，产生故障◈ღ✿，处理方式为报废当批产品◈ღ✿。但生产中因IMC问题报废产品不易执行◈ღ✿，IMC或金脆故障引发的焊点异常证据不容易获得◈ღ✿。因此在实际生产中◈ღ✿，需要把工作重点放在生产管理的“过程控制”和监控记录上◈ღ✿，争取通过合理的可制造性设计（designformanufacturability◈ღ✿，DMF）设计◈ღ✿、物料质量控制◈ღ✿、工艺管控或升级◈ღ✿、生产过程管理等必发◈ღ✿，减少虚焊的发生◈ღ✿。bifa必发必发集团官方网站◈ღ✿，bifa必发唯一官网◈ღ✿。必发bifa官方网站