三．再流焊缺陷分析
1 ．桥连 又称桥接，指元件端头之间、元器 件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔 等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。桥 连经常出现在细间距元器件引脚间或间距较小的 片式组件间，桥连的产生会严重影响产品的性能 ，导致桥联缺陷的主要因素有：
( l ）温度升速过快
( 2 ）焊膏过量
( 3 ）模板孔壁粗糙不平
( 4 ）贴装偏移,或贴片压力过大。
( 5 ）焊膏的粘度较低，印制后容易坍塌。
( 6 ）电路路板布线设计与焊盘间距不规范，焊 盘间距过窄。
( 7 ）锡膏印制错位。
( 8 ）过大的刮刀压力，使印制出的焊膏发生坍 塌。
2 ．立碑 立碑是指两个焊端的表面组装元件，经过 再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件 呈斜立或直立，如石碑状。又称吊桥、曼哈顿现 象。如图8-13所示。该矩形片式组件的一端焊接 在焊盘上，而另一端则翘立。
几种常见的立碑状况分析如下： ( l ) 贴装精度不够
( 2 )焊盘尺寸设计不合理
( 3 )焊膏涂覆得过厚
( 4 )预热不充分
( 5 )组件排列方向设计上存在缺陷
( 6 )组件重量较轻
3 ．锡珠 锡珠指散布在焊点附近的微小珠状焊料。 锡珠是再流焊接中经常碰到的焊接缺陷。
锡珠的产生意味着产品出厂后存在着短路 的可能，因而必须去除。国际上对焊锡珠存在的 认可标准是：印制电路组件在 600mm²范围内锡珠 不能超过 5 个。
锡珠产生的常见原因： ( l )再流温度曲线设置不当
( 2 )焊剂未能发挥作用
( 3 )模板的开孔过大或变形严重
( 4 )贴片时放置压力过大
( 5 )焊膏中含有水分
( 6 )印错焊膏的印制板清洗不干净，使焊膏残留 于印制板表面及通孔中。
( 7 )采用非接触式印刷或印刷压力过大
4．元件偏移 元件位置错位或翘立不良现象可能是由 焊料润湿不良，或设备因素等综合性原因造成的 。观察缺陷发生时间，可分为两种状况加以分析 解决。
( l ）再流焊接前元件偏移 先观察焊接前基板 上组装元件位置是否偏移，如果有这种情况，可 检查一下焊膏粘接力是否合乎要求。如果不是焊 膏的原因，再检查贴装机贴装精度、位置是否发 生了偏移。贴装机贴装精度不够或位置发生了偏 移、焊膏粘接力不够，可能会导致元件偏移。
( 2 ）再流焊接时元件偏移 虽然焊料的润湿性 良好，有足够的自调整效果，但最终发生了元件 的偏移，这时要考虑再流焊炉内传送带上是否有 振动等影响，对再流焊炉进行检验。如不是这个 原因，则可从元件曼哈顿不良因素加以考虑，是 否是两侧焊区的一侧焊料熔融快，由熔融时的表 面张力发生了元件的错位。
5 ．润湿不良 润湿不良又称不润湿或半润湿，是指焊接 过程中焊料和电路基板的焊盘，或SMD的外部电极 ，经浸润后不生成金属间的反应层，而造成漏焊 或少焊的故障。
原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊 剂，或是被接合物表面生成金属化合物层而引起 的。如银的表面有硫化物，锡的表面有氧化物， 都会产生润湿不良。另外，焊料中残留的铝、锌 、镉等超过 0 . 005 ％以上时，由于焊剂的吸湿 作用使活化程度降低，也可能发生润湿不良。
6．裂纹 焊接PCB在刚脱离焊区时，由于焊料和被 接合件的热膨胀差异，在急冷或急热作用下，因 凝固应力或收缩应力的影响，会使SMD基体产生微 裂，焊接后的PCB，在冲切、运输过程中，也必须 减少对SMD的冲击应力、弯曲应力。
7．气孔 分布在焊点表面或内部的气孔、针孔或称 空洞。
空洞一般由三个曲线错误所引起：
不够峰值温度；回流时间不够；升温阶段 温度过高,造成没挥发的助焊剂被夹住在锡点内。 第五节 几种常见的再流焊技术
一. 热板传导再流焊 利用热板传导来加热的焊接方法称为热板再流焊 。
发热器件为板型，放置在传送带下，传送带由导 热性能良好的材料制成。待焊电路板放在传送带 上，热量先传送到电路板上，再传至铅锡焊膏与 SMC/SMD元器件上，焊膏熔化以后，再通过风冷降 温，完成SMC/SMD与电路板的焊接。这种设备的热 板表面温度不能大于300℃，适用于高纯度氧化铝 基板、陶瓷基板等导热性好的电路板单面焊接， 对普通覆铜箔电路板的焊接效果不好。其优点是 结构简单，操作方便；缺点是热效率低，温度不 均匀，PCB板为非热良导体稍厚就无法适应，故很 快被取代。
二． 气相再流焊
气相再流焊又称气相焊（ Vapor Phase Soldering , VPS）、凝聚焊或冷聚焊，主要用于 厚摸集成电路，是组装片式元件和 PLCC 器件时 最理想的焊接工艺。气相再流焊最初是由美国一 家电气公司于 1973 年开发成功的，起初主要用 于厚膜集成电路的焊接。由于 VPS 具有升温速度 快和温度均匀恒定的优点，因而被广泛用于一些 高难度电子产品的焊接中。但由于在悍接过程中 需要大量使用形成气相场的传热介质 FC-70 ，它 价格昂贵，又是典型的臭氧层损耗物质（ ODS ) ，其次在 VPS 过程中还需使用 FC-113 （典型的 ODS 物质），所以 VPS 未能在 SMT 大批量生产 中全面推广应用。 1．气相再流焊的原理
气相再流焊是利用氟惰性液体由气态相变为液态 时放出的气化潜热来进行加热的一种焊接方法， 其焊接原理如图 8-23 所示。气相再流焊接使用 氟惰性液体作热转换介质，加热这种介质，利用 它沸腾后产生的饱和蒸气的气化潜热进行加热。 液体变为气体时，液体分子要转变成能自由运动 的气体分子，必须吸收热量，这种沸腾的液体转 变成同温度的蒸气所需要的热量气化热，又叫蒸 发热。反之，气体相变成为同温度的液体所放出 的热量叫凝聚热，在数值上与气化热相等。由于 这种热量不具有提高气体温度的效果，因而被称 为气化潜热，氟惰性液体由气态变为液态时就放 出气化潜热。
2．气相再流焊的特点
与红外再流焊相比较， VPS 具有如 下优点：
（ l ）由于在SMC / SMD的所有表面上普遍存在 凝聚现象，且置于恒定温度的气相场中，气化潜 热的转移对SMC / SMD的物理结构和几何形状不敏 感，因而可使组件均匀地加热到焊接温度。这对 于超大型的 BCA 及形状复杂的 SMC / SMD的焊接 十分有利。但是，加热过程与 PCB 上的元器件数 量、总表面积和元器件数量之比以及表面材料的 热传导率有关。因此，加热大而重的元器比加热 小而轻的元器件需要的时间长（约几秒钟）。同 样，元器件数量少的 SMC / SMD比元器件数量多 的 SMC / S MD 达到焊接温度的速度要快。
（ 2 ）由于加热均匀，热冲击小，因而能防止元 器件产生内应力。加热不受 SMC / SMD 结构影响 ，复杂和微小部分也能进行焊接，焊料的桥连被 控制到最小程度。
（ 3 ）焊接温度保持一定。由于饱和蒸气的温度 由氟惰性液体的沸点决定，在这种稳定的饱和蒸 气中焊接，无需采用复杂的温控手段就可以精确 保持焊接温度，不会发生过热现象．并可以采用 不同沸点的加热介质满足不同温度焊接的需要。
（ 4 ）在无氧气的环境中进行焊接,有利于形成 高质量的焊点。
（ 5 ）热转换效率高，加热速度快。由于饱和蒸 气与被加热的 SMC / SMD 接触，气化潜热直接传 给 SMC/SMD ，因而热转换效率高。同时，氟惰性 液体蒸气的导热系数大，这也有利于加热速度的 提高。
（ 6 ）气相焊热传导效果好，温度升高速度快 ，受热均匀，并能精确控制最高温度，能焊接 PLCC 、QFP 。
3．气相再流焊系统设备 将气相再流焊接技术应用于SMC / SMD上 时，必须采用合适的气相焊接系统。气相再流焊 接系统可分为批量式和连续式两种类型。批量式 是 1975 年开发成功并被应用的系统，属于第 1 代气相再流焊接系统。批量式VPS有普通式和 thermal mass 式两种，适用于实验和小批量生产 用，它体积小巧，通用性好，十分方便。连续式 V PS 是在 20 世纪 70 年代后期开发成功的，属 于第 2 代气相再流焊接系统。连续式 VPS 适用 于生产线工作，已成为 VPS 的主流，主要由氟惰 性液体加热槽、冷却系统、开口系统、液体处理 装置和传送机构组成。目前，第 3 代气相再流焊 接系统已经出现并投入应用。 ( l ）批量式VPS系统
l ）普通批量式 VPS 系统
2 ) thermal mass 批量式VPS系统 ( 2）连续式 VPS 系统 三．激光再流焊
激光再流焊是一种局部焊接技术，主要适用于军 事和航空航天电子设备中的电路组件的焊接。这 些电路组件采用了金属芯和热管式 PCB ，贴装有 QFP 和 PLCC 等多引脚表面组装器件。由于这些 器件比其他SMC / SMD的热容量大，采用 VPS 需 增加加热时间，这将导致 PCB 和表面组装器件出 现可靠性问题。波峰焊接和红外再流焊接技术也 不适用于这种情形下的焊接，但激光再流焊接技 术可快速在焊接部位局部加热而使焊料再流，避 免了用上述焊接技术的缺陷。同时，由细间距器 件组装的SMC / SMD在成组的再流焊接工艺中常出 现大量桥连和开口。特别是随着引脚数目的增加 和引脚间距的缩小，引脚的非共面性使这些焊接 缺陷显著增加。引起桥连的主要原因，是在精细 的焊盘上均匀地印制焊膏图形非常困难，还有当 引脚接触涂有焊膏的焊盘和烘干期间会出现焊膏 破裂和扩展，这些都会导致焊接桥连和开口等缺 陷的产生。采用激光再流焊接工艺可以消除上述 焊接缺陷，实现多引脚细间距器件的可靠焊接。
1 ．激光再流焊的原理 激光焊接是利用激光束直接照射焊 接部位，焊接部位（器件引脚和焊料）吸收激光 能并转成变热能，温度急剧上升到焊接温度，导 致焊料熔化，激光照射停止后，焊接部位迅速空 冷，焊料凝固，形成牢固可靠的连接，其原理如 下图所示。影响焊接质量的主要因素是：激光器 输出功率、光斑形状和大小、激光照射时间、器 件引脚共面性、引脚与焊盘接触程度、电路基板 质量、焊料涂敷方式和均匀程度、器件贴装精度 、焊料种类等。
2 ．激光再流焊的特点 激光再流焊主要适用于军事电子设备中， 它利用激光的高能密度进行瞬时微细焊接，并且 把热量集中到焊接部位进行局部加热，对器件本 身、PCB和相邻器件影响很小，同时还可以进行多 点同时焊接。
激光焊接能在很短的时间内把较大能量集中 到极小表面，加热过程高度局部化，不产生热应 力，热敏性强的元器件不会受热冲击，同时还能 细化焊接接头的结晶晶粒度。激光再流焊适用于 热敏元器件、封装组件及贵重基板的焊接。
该方法有显著的优点是：加热高度集中， 减少了热敏器件损伤的可能性；焊点形成非常迅 速，降低金属间化合物形成的机会；与整体再流 法相比，减少了焊点的应力；局部加热，对PCB、 元器件本身及周边的元器件影响小；焊点形成速 度快，能减少金属间化合物，有利于形成高韧性 、低脆性的焊点；在多点同时焊接时，可使 PCB 固定而激光束移动进行焊接，易于实现自动化。 激光再流焊的缺点是初始投资大，维护成本高， 而且生成速度较低。这是一种新发展的再流焊技 术，它可以作为其他方法的补充，但不可能取代 其他焊接方法。