1. 概述

  波峰焊接技術(shù)的普及和應(yīng)用，對(duì)電子產(chǎn)品裝聯(lián)工藝技術(shù)的影響是劃時(shí)代的，它實(shí)現(xiàn)了PCB軟焊接的自動(dòng)化，大幅度地提高了生產(chǎn)效率，而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量狀況的改善也是極為明顯的，特別是軍用電子裝備生產(chǎn)中采用波峰焊接工藝后，對(duì)改善產(chǎn)品的可靠性意義更大。但由于國(guó)內(nèi)軍用電子裝備大面積采用波峰焊接還處于起步階段，因此波峰焊法焊點(diǎn)合格的判據(jù)，便愈來(lái)愈受到了一些軍事部門的重視。

  波峰焊接過(guò)程中，基本上都是在PCB上來(lái)進(jìn)行的，因此在PCB上釬接缺陷主要反映在虛焊、不潤(rùn)濕、反潤(rùn)濕，焊點(diǎn)輪廓敷形(以下簡(jiǎn)稱敷形)不良，橋連、拉尖、空洞、針孔、“放泡孔”、擾動(dòng)焊點(diǎn)或斷裂焊點(diǎn)，暗色焊點(diǎn)或顆科狀焊點(diǎn)等方面。

  2. 焊接缺陷判據(jù)及其形因診斷

  2.1 虛焊

  2.1.1 判據(jù)

  虛焊現(xiàn)象作為危害電子設(shè)備可靠性的一個(gè)隱形殺手，長(zhǎng)期以來(lái)就受到人們的普遍關(guān)注，它降低了焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度、耐沖擊性和耐揮動(dòng)性、使導(dǎo)電性變得不良。國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為：在焊接部焊料和基體金屬的界面處沒(méi)有形成適量的合金層，就可定義為虛焊。在顯微組織上虛焊的界面主要是氧化層；而良好接頭界面顯微金相組織主要是銅錫合金薄層。

  用鉛-錫合金焊料對(duì)銅基體進(jìn)行軟釬料時(shí)，在焊料與基體金屬的界面上，由于擴(kuò)散反應(yīng)，從焊料方面看，僅有Sn參與了與基體金屬之間的反應(yīng)(Pb不參與化合物反應(yīng))，并從基體金屬在液態(tài)釬料一側(cè)溶蝕，并擴(kuò)散到釬料中去，這種在界面上以原子量的比例按化學(xué)方式結(jié)合起來(lái)的金屬間化合物，靠近焊料一側(cè)形成了Cu31Sn5(η相)，而靠近銅的一側(cè)形成了Cu3Sn(ε相)，當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)還有其它相，如Cu31Sn8(γ相)以及不明合金產(chǎn)生，國(guó)內(nèi)有試驗(yàn)報(bào)告稱：合金層的厚度為(1.3～3.5)μm的比較合適。這種合金的顯徽組織結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示。

  虛焊焊點(diǎn)表面無(wú)光澤(即失支了焊料原有的金屬光澤和光滑度)或者表面呈顆粒狀。

  2.1.2 形因診斷

  (1) 焊料溫度低，熱量供給不足

  焊接必須供給足夠的熱量，當(dāng)焊接部沒(méi)有加熱到最佳的潤(rùn)濕溫度時(shí)，就不能形成良好的合金層。在極端情況下，因焊接不產(chǎn)生浸潤(rùn)，就形成了冷焊焊點(diǎn)，在波峰焊接中出現(xiàn)此現(xiàn)象的主要原因是：

  (a) 焊料槽溫度低。焊點(diǎn)接合部的金屬不能加熱到能生成金屬間化合物的最適宜的溫度；

  (b) 夾送速度過(guò)快，即使焊料槽已處于最佳溫度狀態(tài)，但由于夾送速度過(guò)快，焊點(diǎn)接合部金屬?zèng)]有獲得足夠的熱量，接合部溫度上升不到最佳潤(rùn)濕溫度區(qū)間，焊料浸潤(rùn)不完善，不能形成理想的合金層。

  (c) PCB設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致了熱容量相差懸殊的許多另件引線在同一時(shí)間，同一溫度下進(jìn)行釬接時(shí)，將使各元器件焊點(diǎn)上溫度出現(xiàn)明顯的差異。熱容量大的，因吸取的熱量不足而溫度降低，引起浸潤(rùn)條件惡化，形成不了理想的合金層。

  (2) PCB和元器件引線可焊性差

  液體與固體接觸時(shí)，總是存在著潤(rùn)濕性問(wèn)題，影響潤(rùn)濕性的主要因素是：

  (a) 被接合的基體金屬表面氧化、污染

  由于在接合金屬表面上形成的氧化膜或者污染膜，通常比拼合母材具有更高的表面自由能，它們?cè)诮雍厦嫫鸶綦x原子的作用而成為釬接的障礙。因此，釬接中的“潤(rùn)濕”過(guò)程，只有將它們除去后才會(huì)發(fā)生。

  (b) 焊料槽溫度過(guò)高

  由于焊料槽溫度過(guò)高。焊料與母材表面加速氧化而造成焊料表面張力增加，附著力減少，而且高溫還溶蝕了母材的粗糙表面，使毛細(xì)作用減少，浸流性下降，如圖4-2所示。

  波峰焊接中焊料槽的溫度超過(guò)270℃時(shí)，就可能出現(xiàn)此現(xiàn)象。

  (a) 釬料槽溫度偏低

  焊料槽溫度偏低造成潤(rùn)濕不良，是因?yàn)樵诘蜏叵潞噶系牧鲃?dòng)性、流布性都較差，而界面上原子擴(kuò)散的激活能也小，沒(méi)有或不足以形成合金，故表現(xiàn)為潤(rùn)濕性差或不潤(rùn)濕。

  (b) 焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

  可焊性隨加熱時(shí)間的增加而降低，如圖4-3所示。

  加熱時(shí)間增加而潤(rùn)濕性變差的原因主要是由于弱潤(rùn)濕現(xiàn)象所致，即當(dāng)“潤(rùn)濕”已經(jīng)發(fā)生，焊接界面已經(jīng)產(chǎn)生了合金層，但若焊料保持熔化狀態(tài)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則金屬間化合物層會(huì)生長(zhǎng)得大厚，而焊料對(duì)這層金屬間化合物的潤(rùn)濕要比對(duì) ** 的基體金屬母材的潤(rùn)濕更困難，因此在波峰焊接中夾送速度小于0.5米/分以下是不可取的。

  2.2 不潤(rùn)濕及反潤(rùn)濕

  2.2.1 判據(jù)

  2.2.1.1 不潤(rùn)濕

   波峰焊接后，基體金屬表面產(chǎn)生不連線的焊料薄膜，在不潤(rùn)濕的表面，焊料根本就沒(méi)有與基體金屬完全接觸，因而可以明顯地看到 ** 的基體金屬表面。

  2.2.1.2 反潤(rùn)濕

  波峰焊接中，焊料首先潤(rùn)濕基體金屬表面，后因潤(rùn)濕不好而回縮，從而在基體金屬表面留下一層很薄的釬料層，同時(shí)又?jǐn)鄶嗬m(xù)續(xù)的有些分離的焊料球。大焊料球與基體金屬相接觸處有很大的接觸角，如圖4-4所示。

  2.2.2 形因診斷

  2.2.2.1 不潤(rùn)濕：

  很多原因都產(chǎn)生不潤(rùn)濕現(xiàn)象，主要原因如下：

  (1) 基體金屬不可焊；

  (2) 使用助焊劑的活性不夠或助焊劑變質(zhì)失效；

  (3) 表面上的油或油脂類物質(zhì)使助焊劑和焊料不能與補(bǔ)焊表面接觸；

  (4) 波峰焊接時(shí)間和溫度控制不當(dāng)。例如，焊接溫度過(guò)高或者熔化釬料的接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

  金屬間化合物層長(zhǎng)得大厚以致釬料又會(huì)剝落下來(lái)，其影響與虛焊相似。

  2.2.2.2 反潤(rùn)濕：

  反潤(rùn)濕的形因類似于非潤(rùn)濕情況。此外，在基體金屬表面上某種形式的玷污也會(huì)引起半潤(rùn)濕現(xiàn)象，例如清洗時(shí)把磨料嵌入表面即是一例。另外當(dāng)焊料槽里的金屬雜質(zhì)濃度達(dá)到一定值后，也會(huì)產(chǎn)生半潤(rùn)濕狀態(tài)。

  在那種由于表面嚴(yán)重污染而導(dǎo)致可焊性不良的極端情況下，在同一表面上會(huì)同時(shí)出現(xiàn)非潤(rùn)濕和半潤(rùn)濕共存的狀態(tài)。

  2.3 松動(dòng)

  2.3.1 判據(jù)

  波峰焊接后若敲振焊點(diǎn)，引線就會(huì)松動(dòng)，甚至完全脫出。

  2.3.2 形因診斷

  造成焊點(diǎn)松動(dòng)的原因是：

  (1) 焊料與基體金屬之間未能充分融合，即焊料未能充分潤(rùn)濕基體金屬；

  (2) 波峰焊接中，焊料未充分冷卻凝固就碰了引線，焊料凝固后，內(nèi)部產(chǎn)生空隙使引線松動(dòng)；

  (3) 元器件引線助焊預(yù)處理不良，焊料對(duì)引線潤(rùn)濕性降低，這對(duì)勉強(qiáng)用大量的焊料覆蓋釬接處，也會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)。

  2.4 焊點(diǎn)的輪廓敷形

  2.4.1 焊料過(guò)多(堆焊)及過(guò)少(干癟)

  2.4.1.1 判據(jù)

  (1) 焊料過(guò)多(堆焊)：

  焊料在焊點(diǎn)有堆集過(guò)多而形成凸?fàn)畋砻嫱庑�，看不�?jiàn)元器件引線輪廓，如圖4-5(a)所示。

  (2) 焊料過(guò)少(干癟)：

  波峰焊接中焊料未達(dá)到規(guī)定的釬料量，不能完全封住被連接的導(dǎo)線，使其部分暴露在外。從外觀上看，吃錫量嚴(yán)重不足、干癟，一般表現(xiàn)為接觸角θ＜150，如圖4-5(b)所示。

  有些人認(rèn)為，焊點(diǎn)上的焊料量寧多勿少，多強(qiáng)度好，實(shí)際上這是一種錯(cuò)誤的概念。大量的研究試驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為：釬接的結(jié)合強(qiáng)度不取決于釬接部位釬料量的多少，釬料量的單元面積的強(qiáng)度影響不大。在某一范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度與釬料量大約成直線關(guān)系增加，但超過(guò)某一界限后就幾乎不變。

  究竟多少就算合適呢？日本田中和吉分別以插孔引線和貼裝引線兩種安裝實(shí)例作了如下說(shuō)明。

  (A) 貼裝圓形截面引線

  圖4-7為貼裝在PCB焊盤上的圓形截面引線，在圖4-7(a)中，過(guò)引線的外圓周上的A(或B)點(diǎn)以引線半徑r畫一圓弧，在接觸角為150的射線相切。該曲線下部的釬料量直接影響釬接強(qiáng)度；而位于該曲線上部的釬料量對(duì)強(qiáng)度幾乎沒(méi)有什么影響。當(dāng)曲線半徑r增大，失去圓弧并與接觸角為450的一邊完全重疊，如圖4-7(b)所示，一旦超過(guò)直線，其強(qiáng)度值的誤差變得很大，平均抗拉強(qiáng)度也比最高值低。

  針對(duì)圖4-7(a)貼裝圓形截面引線的敷形要求定性地規(guī)定如下：

  在圖中4-7(a)中：

   A-B段：應(yīng)以最小量的釬料覆蓋在引線上；

  C段： 呈凹狀的平滑外貌；

  D段： 包括焊盤、導(dǎo)線和釬料在內(nèi)的整體須無(wú)一切外來(lái)物(多余物)；

  E段： 在此點(diǎn)導(dǎo)線、焊盤和釬料須完全融合在一起，且導(dǎo)線須緊貼在焊盤上。

  (A) 插裝直引線

  在PCB上插裝并焊接圓形截面引線時(shí)，在接觸角θ小于150，則抗拉強(qiáng)度測(cè)量值的誤差就大，且抗拉強(qiáng)度的平均溫度值要比在良好的釬接狀態(tài)得多，而當(dāng)接觸角θ大于450時(shí)，抗拉強(qiáng)度的誤差也大，平均抗拉也比最大值低一些，接觸角的最佳范圍為：150＜θ＜450。美國(guó)學(xué)者E H Keeler給出的接狀模型，如圖4-8所示，圖中要求釬料對(duì)伸出引線的浸潤(rùn)高度H≥3D。

  2.4.1.2 形因診斷

  上面分析了焊點(diǎn)的最佳敷形，那么敷形形狀受哪些因素影響的呢？有下列三方面的情況。

  (1) 接頭金屬表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系

  (a) 引線表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系

  如果基體金屬表面氧化，且助焊劑也難以消除時(shí)，或者由于基體金屬表面的凹凸不平，在潤(rùn)濕角θ＞900的大潤(rùn)濕角狀態(tài)下，引線表面的凹凸面上就變成機(jī)械嚙合式的接合，由于它的潤(rùn)濕角很大，釬料隆起隨之增大。

  (b) PCB銅箔表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系

  對(duì)PCB來(lái)說(shuō)，由于表面可彈性差，或者由于存在著凹凸不平，使得PCB板的真實(shí)表面積增大了，在θ＞900(難于潤(rùn)濕)的場(chǎng)合下，結(jié)果就越來(lái)越向妨礙潤(rùn)濕方向發(fā)展，便得焊接表面敷形愈來(lái)愈惡化。

  (2) PCB布線設(shè)計(jì)不規(guī)范與敷形的關(guān)系

  (A) 尺寸配合不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

  尺寸配合不當(dāng)主要是指：焊盤與孔(簡(jiǎn)稱盤一孔)、焊盤與引線(簡(jiǎn)稱盤一線)、孔與引線(簡(jiǎn)稱孔一線)等之間的尺寸配合關(guān)系，對(duì)此國(guó)家已制定了相應(yīng)的約束標(biāo)準(zhǔn)，因此本文對(duì)此僅作定性分析如下：

  (a) 盤一線

  盤一線尺寸配合正確與否對(duì)焊點(diǎn)敷形影響很大，由圖4-9所示，釬接過(guò)程中焊點(diǎn)的液滴要同時(shí)受到沿焊盤表面和引線表面兩個(gè)方向的吸附力F1、F2的作用，而使液面成彎月?tīng)�。�?dāng)引線直徑和伸出高度(H)一定時(shí)，吸附力F2則基本上是一個(gè)定值，因此吸附力F1將成為影響焊點(diǎn)敷形的主要因素。而力F2的大小取決于焊盤面積的大小。當(dāng)出現(xiàn)大焊盤、小引線時(shí)，液滴大部分補(bǔ)力F1拉到焊盤表面上去，焊點(diǎn)外觀表現(xiàn)為吃錫不足，干癟。與此相似，當(dāng)焊盤一定，而引線過(guò)粗或H值過(guò)大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)吃錫量不足、干癟的輪廓敷形。

  (b) 焊盤與印制導(dǎo)線的連接

  基于與(a)同樣的分析，在PCB布線設(shè)計(jì)時(shí)，若出現(xiàn)盤一線不分、連片、或者盤一線相近等情況時(shí)，如圖4-10所示，也分出現(xiàn)焊點(diǎn)干癟現(xiàn)象。

  (c) 盤一孔不同心的影響

  波峰焊接中沿焊盤圓周吃錫不均勻的現(xiàn)象，幾乎都發(fā)生在盤一孔不同心的情況下，如圖4-11所示，由于金屬表面對(duì)液滴的吸附力是與表面面積的大小有關(guān)的，面積大的表面表現(xiàn)的吸附力也大，這就導(dǎo)致了液滴總是從窄處流向?qū)捥�，窄處的釬料被拉走，而出現(xiàn)沿圓周方向不對(duì)稱的敷形，當(dāng)然波峰焊接時(shí)傾角過(guò)大，夾送方向不妥也是造成此現(xiàn)象的原因之一。

  (1) 波峰焊接工藝參數(shù)選擇與敷形的關(guān)系

  在波峰焊接操作中，若釬料槽溫度過(guò)高，夾送速度過(guò)慢以及傾角過(guò)大時(shí)都將可能導(dǎo)致焊點(diǎn)干癟。溫度和夾送速度的影響，前面已有相近的解釋，故不多敘。傾角過(guò)大時(shí)將迫使波峰的工作段前移到速度很大的區(qū)間。由于釬料液體下沖力很大，粘附在焊點(diǎn)上的釬料液滴被高速液流過(guò)渡沖刷。從而導(dǎo)致焊點(diǎn)干癟且敷形不對(duì)稱的不良焊點(diǎn)。

  另一方面，當(dāng)預(yù)熱溫度不夠，焊接溫度偏低，或者傳送速度太快，傾角過(guò)小時(shí)，又極易產(chǎn)生銳細(xì)而有光澤的拉尖。而當(dāng)焊接溫度過(guò)高；或者夾送速度太慢時(shí)；釬料與基體金屬之間生成了不適宜的金屬間化合物(如γ相的Cu31Sn8等)；或者是融入了其它金屬雜質(zhì)時(shí)，也往往出現(xiàn)帶有光澤的圓狀拉尖。

  2.5 空洞

  2.5.1 判據(jù)

  空洞亦稱孔穴，是由于釬料尚未全部填滿PCB的插件孔而出現(xiàn)的現(xiàn)象，如圖4-12所示。這種缺陷有時(shí)也會(huì)造成電氣導(dǎo)通不良。由于強(qiáng)度減弱，即便暫時(shí)焊上了，但在使用中會(huì)因環(huán)境惡化而脫焊。

  2.5.2 形因診斷

  (1) 孔-線配合關(guān)系嚴(yán)重失調(diào)，孔大引線小，波峰焊接時(shí)幾乎100％出現(xiàn)孔穴現(xiàn)象；

  (2) PCB打孔偏離了焊盤中心；

  (3) 焊盤不完整；

  (4) 孔周圍氧化或有毛刺；

  (5) 引線氧化、臟污、預(yù)處理不良；

  (6) 孔金屬化處理時(shí)兩種金屬的熱容量差別大。

  2.6 “放炮”孔

  2.6.1 判據(jù)

  “放炮”孔也有稱為氣孔或針孔，如圖4-13所示。將引線扦入PCB板釬件孔內(nèi)，波峰焊接時(shí)，在引線的根部附近出現(xiàn)有噴火口式的釬料隆起，其中心還有小孔，孔的下面往往還掩蓋著很大的空間。焊點(diǎn)表面出現(xiàn)的這種球狀小空穴，空穴內(nèi)部是光亮且光滑的�！胺排荨笨卓梢院苄。�要注意不要與釬料凝固時(shí)產(chǎn)生收縮所造成的一般表面凹痕相混淆�！胺排荨笨走@種缺陷乍看起來(lái)似乎是空洞，其實(shí)它與空洞是不相同的，空洞通常是貫空孔。其形因大多是孔-線間間隙配合不當(dāng)?shù)仍�因造成，而“放泡”孔是非貫穿孔，它們之間的形因有本質(zhì)的不同�！胺排荨笨走@種缺陷在電氣上暫時(shí)也能導(dǎo)通，不發(fā)生電氣故障，但會(huì)因使用環(huán)境而惡化，釬料開(kāi)裂造成導(dǎo)通不良。

  2.6.2 形因診斷

  (1) 助焊劑過(guò)量或焊前溶劑揮發(fā)不充分；

  (2) 環(huán)境中的水分或電鍍的有機(jī)殘留物夾雜在金屬化孔中；

  (3) 夾雜在液態(tài)釬料中或截留在PCB板面上的空氣泡造成；

  (4) PCB焊盤插件孔排氣不良；

  (5) 波峰焊接時(shí)，被加熱的基體金屬的熱容量很大，雖然焊接已經(jīng)結(jié)束，但是它背面尚未冷卻，由于熱慣性，溫度仍然上升，此時(shí)焊點(diǎn)外側(cè)開(kāi)始凝固，而焊點(diǎn)內(nèi)部溫度降低得慢，殘留的氣體仍然繼續(xù)膨脹，擠壓外表面上即將凝固的釬料而噴出。從而在焊點(diǎn)內(nèi)部形成氣泡。

  (6) 當(dāng)焊點(diǎn)釬料量堆集過(guò)多時(shí)，焊后的凝固過(guò)程首先是從表面開(kāi)始的，然后再往內(nèi)部發(fā)展，由于表層首先凝固形成一固態(tài)外殼，再隨著內(nèi)部釬料由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程中，內(nèi)部釬料體積不斷收縮，從而留下了未能填充的小空間而形成內(nèi)部空洞，這種空洞從焊點(diǎn)外觀看無(wú)任何痕跡，只有靠X光探查才能發(fā)現(xiàn)，因此釬料過(guò)多的焊點(diǎn)是不可取的。

  2.7 受擾動(dòng)焊點(diǎn)

  2.7.1 判據(jù)

  受擾動(dòng)焊點(diǎn)通常外觀粗糙，呈粉粒狀，而且焊角不均勻，如圖4-14所示。

  2.7.2 形因診斷

  當(dāng)焊點(diǎn)正在凝固時(shí)，由于振動(dòng)和抖動(dòng)等原因，使元器件引線發(fā)生了位移，而造成焊點(diǎn)凝固不均勻，剩下尚未凝固的液態(tài)釬料，不能橋連所有已形成的晶粒界面，最終會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力而引起焊點(diǎn)斷裂，傳送帶的抖動(dòng)和振動(dòng)是形成此缺陷的根源，在高可靠性產(chǎn)品中(如航天電子產(chǎn)品)采用鋼帶傳送就能有效地避免此現(xiàn)象的發(fā)生。

  2.8 暗色焊點(diǎn)或顆粒狀焊點(diǎn)

  2.8.1 判據(jù)

  此類焊點(diǎn)的主要特牲是表面呈暗灰色或者發(fā)白，有時(shí)表面還出現(xiàn)顆粒狀(粗晶)。

  2.8.2 形因診斷

  (1) 釬料槽中金屬雜質(zhì)聚集造成，特別是釬料槽中雜質(zhì)金屬金和銅的過(guò)量積累，將很快使焊點(diǎn)外觀呈暗灰色或者發(fā)白，純凈的釬料具有很強(qiáng)的韌性和抗拉強(qiáng)度，但是，當(dāng)釬料層中過(guò)量生成銅錫合金時(shí)，這些合金和釬混合狀態(tài)存在，使得釬料變脆，這種脆性是由于冷卻時(shí)結(jié)晶顆粒收縮，并在晶間形成徽細(xì)龜裂所致、金的這種性質(zhì)尤明顯，它與錫、鉛等金屬生成脆性的、抗沖擊性很弱的合金。因此，美國(guó)宇航局(NASA)采用了先清除鍍金層，然后再進(jìn)行軟釬接的工藝。

  (2) 釬料中的含錫量降低，焊點(diǎn)的光亮主要是錫的作用而不是鉛，在使用過(guò)程中錫在合金中因消耗而減少，造成焊點(diǎn)發(fā)暗；

  (3) 某些高活性助焊劑殘留在焊點(diǎn)上時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，焊點(diǎn)受化學(xué)浸蝕而發(fā)暗；

  (4) 使用防氧化油時(shí)，釬料槽中已經(jīng)碳化的防氧化油，也常常使焊點(diǎn)產(chǎn)生顆粒狀和出現(xiàn)凹凸不平的外觀；

  (5) 焊接時(shí)過(guò)熱也會(huì)使釬料表面失去其特有的金屬光澤。

  2.9 冷焊

  2.9.1 判據(jù)

  波峰焊后焊點(diǎn)出現(xiàn)熔滴狀不規(guī)測(cè)的角焊縫，基體金屬和釬料之間不潤(rùn)濕或潤(rùn)濕不足，甚至出現(xiàn)裂紋。

  2.9.2 形因診斷

  (1) 如果釬料槽的溫度還遠(yuǎn)未達(dá)到潤(rùn)濕所要求的溫度，就試圖焊接，就將導(dǎo)致因溫度過(guò)低基體金屬潤(rùn)濕不良而導(dǎo)致電連接不良或根本沒(méi)有連通；

  (2) PCB夾送速度太高，釬接時(shí)間過(guò)短，焊點(diǎn)基體金屬無(wú)法熱透；

  (3) PCB上存在著熱容量差異過(guò)大的元器件，在正常焊接時(shí)由于熱容量大的元器件的引腳焊點(diǎn)積累不到足夠的熱量，達(dá)不到發(fā)生潤(rùn)濕的溫度。

  2.10 拉尖

  2.10.1 判據(jù)

  波峰焊接后PCB上局部釬料呈鐘乳石狀或冰柱形的現(xiàn)象，稱為拉尖，如圖4-15所示，拉尖大多發(fā)生在PCB銅箔電路的終端，PCB經(jīng)過(guò)波峰時(shí)，PCB上的液態(tài)釬料下墜受到限制的時(shí)候，出現(xiàn)此現(xiàn)象，在高頻、高壓電路中，尤其需要注意此類缺陷。

  2.10.2 形因診斷

  拉尖發(fā)生的原因主要是：

  (1) PCB夾送傾角大小，例如：取傾角60～70時(shí)，就可以有效地抑制拉尖的形成：

  (2) 釬料槽中釬料受金屬雜質(zhì)鋅或鋁污染，當(dāng)這些雜質(zhì)金屬含量增高時(shí)，釬料出現(xiàn)粘著力很大的氧化膜而導(dǎo)致的結(jié)果；

  (3) 釬料溫度、夾送速度及助焊劑的活性和濃度等都能影響拉尖的形成。在波峰焊時(shí)，從拉尖的形狀大致可以知道釬料槽的溫度以及夾送速度是否合適。當(dāng)拉尖有金屬光澤且呈細(xì)尖狀時(shí)，則不是釬料槽的溫度低就是夾送速度過(guò)快；而當(dāng)拉尖呈圓、短、粗而無(wú)光澤狀態(tài)時(shí)，則原因正好與上完全相反。

  2.11 橋連

  2.11.1 判據(jù)

  釬料將PCB相鄰的導(dǎo)線之間連接起來(lái)，叫做橋連，如圖4-16所示。

  2.11.2 形因診斷

  橋連是波峰焊接中最常見(jiàn)的高發(fā)性焊接缺陷，形因相當(dāng)復(fù)雜，故在第五章專門對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究分析，此處從略。

  2.12 印制電路板起白點(diǎn)或分層

  2.12.1 判據(jù)

  這類缺陷，在浸焊或波峰焊接后�？砂l(fā)現(xiàn)這種毛病。白點(diǎn)或布紋出現(xiàn)在表面或材料里，既可在局部出現(xiàn)(如PCB板邊緣或孔的周圍)，也可在大面積上出現(xiàn)。

  2.12.2 形因診斷

  (1) 大面積起泡是由于基板層壓材料中的濕氣和揮發(fā)物引起的：

  (2) 機(jī)械加工不良使基板周邊和孔周圍出現(xiàn)分層，使得PCB在制造過(guò)程中吸收了水分或儲(chǔ)存過(guò)程中吸收了濕氣；

  (3) 層壓板結(jié)構(gòu)不均衡、層壓板固化不完全、層壓板應(yīng)力釋放不良或者銅箔延展性差；

  (4) 若波峰焊接過(guò)程中露出纖維或嚴(yán)重起白點(diǎn)，這是由于過(guò)度地與溶劑(助焊劑)接觸的緣故，特別是含氧的溶劑，可使樹脂軟化所致。

  (5) PCB基板受熱時(shí)，固定得很緊的大元件或連接終端會(huì)使基板材料產(chǎn)生很大的應(yīng)力，結(jié)果在此密集區(qū)哉的周圍起白點(diǎn)，基板在浸焊或波峰焊接過(guò)程中或之后，所受應(yīng)力、撓曲既可在局部出現(xiàn)，也可能在大面上出現(xiàn)。

  針對(duì)上述原因，在波峰焊接之前將PCB板在溫度100℃下烘烤1小時(shí)左右，這對(duì)抑制此缺陷是有益的。如果鑒定后確是基材質(zhì)量不好所造成，則應(yīng)當(dāng)作廢品報(bào)廢。

  3. 清洗中產(chǎn)生的白色污染

  3.1 清洗中產(chǎn)生的缺陷之一──白色殘留物

  PCB在不適當(dāng)?shù)那逑粗兴�造成的白色殘留物，如圖4-17所示。產(chǎn)生白色殘留物多。對(duì)于所有已被鑒定為白色殘留物的問(wèn)題，其形成情況卻各不相同。主要形因如下：

  [1] PCB板的原因：由于基板制造中所使用的環(huán)氧樹脂及阻焊膜固化不完全，在PCB焊后清洗時(shí)出現(xiàn)白的現(xiàn)象，它實(shí)際上是樹脂的殘留物，因此，嚴(yán)格控制PCB板的制造質(zhì)量，是克服此現(xiàn)象的唯一措施；

  [2] 焊接過(guò)程中引的：當(dāng)使用松香助焊劑時(shí)，在波峰焊接的高溫下，松香與熔融的釬料合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成松香酸錫鹽類，它不易被清洗干凈而使PCB板面泛白；

  [3] 助焊劑引起的：這是產(chǎn)生白色殘留物的主要原因，它主要是由于松香助焊劑的聚合作用或水浸泡漆膜所引起的，當(dāng)那些助焊劑的材料中的松香聚合的時(shí)候，某些松香成為長(zhǎng)鏈分子，這些長(zhǎng)鏈分子不能溶于通常使用的溶劑，因此，清洗助焊劑的溶劑只溶解短鏈松香和原來(lái)的松香，而后留下的粘性很強(qiáng)的白色粉末則是聚合松香，一旦形成了聚合松香，甚至連最好的助焊劑溶劑也不能溶解它。然而，有一種方法可以除去它。即將PCB用一種松香基助焊劑再涂覆，則在助焊劑中的松香就可以溶解聚合松香，只要溶液中有足夠的松香提供給聚合松香溶解，整塊PCB板就能很容易地用常規(guī)的清洗方法重新清洗；

  [4] 清洗溶劑引起的：使用醇類清洗劑時(shí)，醇類清洗劑與松香酸作用生成松香脂而成為白色殘留物，由于清洗溶劑大多沸點(diǎn)都較低，當(dāng)它揮發(fā)時(shí)會(huì)吸收周圍空間的熱量，若在潮濕的環(huán)境下，隨著溶劑的揮發(fā)會(huì)造成空氣中水分冷凝，在PCB上留下白色斑痕。此外，清洗溶劑的選擇必須考慮與清洗對(duì)象(如助焊劑、阻焊劑、預(yù)涂助焊劑等)的相容性，若不相容也會(huì)引起發(fā)白。

  3.2 清洗中產(chǎn)生的缺陷之二──白色粉點(diǎn)

  由于清洗方法不當(dāng)或不徹底而產(chǎn)生的另一種缺陷，即在PCB板和表面涂層之間形成的白色粉末狀斑點(diǎn)，如圖4-18所示。不要把這種白色粉點(diǎn)和前面介紹的層壓基板的起白點(diǎn)混淆。雖然兩種缺陷看起來(lái)相似，然而它們之間卻有本質(zhì)的差別。層壓基板起白點(diǎn)與多層PCB板某些分層有關(guān)，它是發(fā)生在層壓板中缺少權(quán)脂的地方，而且早在波峰焊接之前就能顯露出來(lái)。而白色粉點(diǎn)的出現(xiàn)則是PCB板上離子污染的癥狀，它表明PCB清洗不徹底，是一種嚴(yán)重危害PCB電路部件長(zhǎng)期工作可靠性的一種缺陷。

  形成白色粉點(diǎn)的根本原因是PCB清洗不徹底，存在離子污染的結(jié)果。例如在PCB板上當(dāng)存在氯元素時(shí)，氯就要浸蝕釬料中的鉛，形成的氯化鉛(PbCl2)是附著力相當(dāng)差的化合物，在含有CO2的潮濕空氣中，氯化鉛是不穩(wěn)的，會(huì)形成循環(huán)腐蝕反應(yīng)，這樣氯化鉛很容易轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的碳酸鉛，并在轉(zhuǎn)變過(guò)程中釋放出另一個(gè)氯離子，該氯離子再次游離侵蝕氧化鉛。該轉(zhuǎn)變過(guò)程的最終產(chǎn)物碳酸鉛層是多孔的白色粉點(diǎn)狀材料，它不能保護(hù)金屬。上述反應(yīng)過(guò)程一直無(wú)休止地循環(huán)進(jìn)行下去，直到釬料合金中的所有鉛都消耗盡為止。

  4. 波峰焊接中常見(jiàn)缺陷的因果關(guān)系圖

  4.1 拉尖