一、什么是虛焊
虛焊是常見(jiàn)的一種線路故障,有兩種,一種是在生產(chǎn)過(guò)程中的,因生產(chǎn)工藝不當(dāng)引起的,時(shí)通時(shí)不通的不穩(wěn)定狀態(tài);另外一種是電器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用,一些發(fā)熱較嚴(yán)重的零件,其焊腳處的焊點(diǎn)極容易出現(xiàn)老化剝離現(xiàn)象所引起的。
虛焊與假焊都是指焊件表面沒(méi)有充分鍍上錫層,焊件之間沒(méi)有被錫固住,是由于焊件表面沒(méi)有清除干凈或焊劑用得太少以及焊接時(shí)間過(guò)短所引起的。所謂“焊點(diǎn)的后期失效”,是指表面上看上去焊點(diǎn)質(zhì)量尚可,不存在“搭焊”、“半點(diǎn)焊”、“拉尖”、“露銅”等焊接疵點(diǎn),在車間生產(chǎn)時(shí),裝成的整機(jī)并無(wú)毛病,但到用戶使用一段時(shí)間后,由于焊接不良,導(dǎo)電性能差而產(chǎn)生的故障卻時(shí)有發(fā)生,是造成早期返修率高的原因之一。
二、虛焊的危害
虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的,它的焊點(diǎn)成為有接觸電阻的連接狀態(tài),導(dǎo)致電路工作不正常,出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象,噪聲增加而沒(méi)有規(guī)律性,給電路的調(diào)試、使用和維護(hù)帶來(lái)重大隱患。此外,也有一部分虛焊點(diǎn)在電路開(kāi)始工作的一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),保持接觸尚好,因此不容易發(fā)現(xiàn)。但在溫度、濕度和振動(dòng)等環(huán)境條件推選用下,接觸表面逐步被氧化,接觸慢慢地變得不完全起來(lái)。虛焊點(diǎn)的接觸電阻會(huì)引起局部發(fā)熱,局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點(diǎn)情況進(jìn)一步惡化,最終甚至使焊點(diǎn)脫落,電路完全不能正常工作。這一過(guò)程有時(shí)可長(zhǎng)達(dá)一、二年。
據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,在電子整機(jī)產(chǎn)品故障中,有將近一半是由于焊接不良引起的,然而,要從一臺(tái)成千上萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)的電子設(shè)備里找出引起故障的虛焊點(diǎn)來(lái),這并不是一件容易的事。所以,虛焊是電路可靠性的一大隱患,必須嚴(yán)格避免。進(jìn)行手工焊接操作的時(shí)候,尤其要加以注意。
三、虛焊產(chǎn)生的主要原因
1.焊錫質(zhì)量差;
2.助焊劑的還原性不良或用量不夠;
3.被焊接處表面未預(yù)先清潔好,鍍錫不牢;
4.烙鐵頭的溫度過(guò)高或過(guò)低,表面有氧化層;
5.焊接時(shí)間太長(zhǎng)或太短,掌握得不好;
6.焊接中焊錫尚未凝固時(shí),焊接元件松;
7.元器件引腳氧化。
四、分析虛焊的原因和步驟
(1)先檢查焊縫結(jié)合面有無(wú)銹蝕、油污等雜質(zhì),或凸凹不平、接觸不良,這樣會(huì)使接觸電阻增大,電流減小,焊接結(jié)合面溫度不夠。
?。?)檢查焊縫的搭接量是否正常,有無(wú)驅(qū)動(dòng)側(cè)搭接量減小或開(kāi)裂現(xiàn)象。搭接量減小會(huì)使前后鋼帶的結(jié)合面積太小,使總的受力面減小而無(wú)法承受較大的張力。特別是驅(qū)動(dòng)側(cè)開(kāi)裂現(xiàn)象會(huì)造成應(yīng)力集中,而使開(kāi)裂越來(lái)越大,而最后拉斷。
(3)檢查電流設(shè)定是否符合工藝規(guī)定,有無(wú)在產(chǎn)品厚度變化時(shí)電流設(shè)定沒(méi)有相應(yīng)隨之增加,使焊接中電流不足而產(chǎn)生焊接不良。
(4)檢查焊輪壓力是否合理,若壓力不夠,則會(huì)因接觸電阻過(guò)大,實(shí)際電流減小,雖然焊接控制器有恒電流控制模式,但電阻增大超過(guò)一定的范圍(一般為15%),則會(huì)超出電流補(bǔ)償?shù)臉O限,電流無(wú)法隨電阻的增加而相應(yīng)增加,達(dá)不到設(shè)定的數(shù)值。這種情況下系統(tǒng)正常工作時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。在實(shí)際操作中,若一時(shí)無(wú)法分析出虛焊發(fā)生的確切原因,可以將鋼帶的頭尾清理干凈以后,加大焊接搭接量,適當(dāng)增加焊接電流和焊輪壓力再焊一次,并在焊接中密切注意焊縫的形成狀態(tài),大部分情況下都可以應(yīng)急處理好問(wèn)題。當(dāng)然,如果出現(xiàn)控制系統(tǒng)問(wèn)題,或電網(wǎng)電壓波動(dòng)等使焊縫虛焊就必須采取其他措施加以解決。
五、解決虛焊的方法
1)根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象判斷大致的故障范圍。
2)外觀觀察,重點(diǎn)為較大的元件和發(fā)熱量大的元件。
3)放大鏡觀察。
4)扳動(dòng)電路板。
5)用手搖動(dòng)可疑元件,同時(shí)觀察其引腳焊點(diǎn)有否出現(xiàn)松動(dòng)。
六、虛焊預(yù)防方法
下面以AZ1084D-3.3E1為例:
1.保持烙鐵頭的清潔AZ1084D-3.3E1
因?yàn)橥姷碾娎予F頭長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài),其表面很容易氧化或燒死,使烙鐵頭導(dǎo)熱性能變差而影響焊接質(zhì)量。因此,可用濕布或濕海綿擦烙鐵頭上的雜質(zhì),溫度過(guò)高時(shí),可暫時(shí)拔下插頭或蘸松香降溫,隨時(shí)使烙鐵頭上掛錫良好。
2.上錫注意事項(xiàng)
若焊件和焊點(diǎn)表面帶有銹漬、污垢或氧化物,應(yīng)在焊接之前“刮”,直至露出光亮金屬,才能給焊件或焊點(diǎn)表面鍍上錫。
3.焊接溫度要適當(dāng)
為了使溫度適當(dāng),應(yīng)根據(jù)元器件大小選用功率合適的電烙鐵,當(dāng)選用的電烙鐵的功率一定時(shí),應(yīng)注意控制加熱時(shí)間的長(zhǎng)短。
當(dāng)焊錫從烙鐵頭上自動(dòng)散落到被焊物上時(shí),說(shuō)明加熱時(shí)間已足夠。此時(shí)迅速移開(kāi)烙鐵頭,被焊處留下一個(gè)圓滑的焊點(diǎn)。若移開(kāi)電烙鐵后,被焊處一點(diǎn)錫不留或留下很少,則說(shuō)明加熱時(shí)間太短、溫度不夠或被焊物太臟;若移開(kāi)電烙鐵前,焊錫就往下流,則表明加熱時(shí)間太長(zhǎng),溫度過(guò)高。一般烙鐵頭的溫度控制在使焊劑熔化較快又不冒煙時(shí)為最佳焊接溫度。
4.上錫適量
根據(jù)所需焊點(diǎn)的大小來(lái)決定電烙鐵的蘸錫量,使焊錫足夠包裹住被焊韌,形成一個(gè)大小合適且圓滑的焊點(diǎn)。焊點(diǎn)也不是錫多、錫大為好,相反,這種焊點(diǎn)虛焊的可能性更大,有可能是焊錫堆積在上面,而不是焊在上面。若一次上錫量不夠,可再次補(bǔ)焊,但須待前次上的錫一同被熔化后再移開(kāi)電烙鐵;若一次上錫量太多,可用烙鐵頭帶走適量。
5.焊接時(shí)間要適當(dāng)
焊接時(shí)間的恰當(dāng)運(yùn)用也是焊接技藝的重要環(huán)節(jié)。如果是印制電路板的焊接,一般以2~3S為宜。焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng),焊料中的焊劑完全揮發(fā),失去助焊作用,使焊點(diǎn)表面氧化,造成焊點(diǎn)表面粗糙、發(fā)黑、不光亮、帶毛刺或流動(dòng)等缺陷。同時(shí),焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、溫度過(guò)高,還容易燙壞元器件或印制電路板的銅箔。若焊接時(shí)間過(guò)短,又達(dá)不到焊接溫度,焊錫不能充分熔化,影響焊劑的潤(rùn)濕,易造成虛焊。
6.焊點(diǎn)凝固過(guò)程中不要觸動(dòng)焊點(diǎn)
焊點(diǎn)在未完全凝固前,即使有很小的振動(dòng)也會(huì)使焊點(diǎn)變形,引起虛焊。因此,在烙鐵頭撤離之前對(duì)焊接件要予以固定,如用鑷子夾持,或烙鐵頭撤離之后快速用嘴吹氣,采取這些做法的目的,就是縮短焊點(diǎn)凝固的時(shí)間。
7.烙鐵頭撤離時(shí)應(yīng)注意角度
如圖6.18(a)所示,當(dāng)烙鐵頭沿斜上方撤離時(shí),烙鐵頭上帶走少量的錫珠,它可形成圓滑的焊點(diǎn);圖6.18(b)所示,當(dāng)烙鐵頭垂直向上撤離時(shí),可形成拉尖毛刺的焊點(diǎn);圖6.18(c)所示,當(dāng)烙鐵頭以水平方向撤離時(shí),烙鐵頭可帶走大部分錫珠。