對PCB雙面板手工焊接缺陷的探討

陰濤

摘 要：電子產品的生產與制造中，焊接是其中必不可少的環節，而PCB印刷電路板的生產制造中，焊接質量也會影響PCB板的質量。基于此，文章僅就PCB雙面板手工焊接中的缺陷及其成因加以分析，進而提出PCB雙面板手工焊接缺陷處理措施。

關鍵詞：PCB雙面板；手工焊接；焊接缺陷

中圖分類號：TN41 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0114-02

Abstract： In the production and manufacture of electronic products， welding is one of the essential links， and in the production and manufacture of PCB printed circuit board， the quality of welding will also affect the quality of PCB board. Based on this， this paper analyzes the defects in PCB double-panel manual welding and their causes， and then puts forward the measures to deal with the defects in PCB double-panel manual welding.

Keywords： PCB double panel； manual welding； welding defects

前言

PCB雙面板即印刷電路板，在現代工業生產及生活中是極為重要的電子元件，也為其他電子元器件提供電氣連接。PCB雙面板兩側都采用具備布線電路板，在PCB雙面板的制造與生產中，會采用手工焊接工藝，其焊接質量會對雙面板的使用質量產生影響，基于此，就需要手工焊接中的常見缺陷加以分析，并提出有效的缺陷處理辦法。

1 PCB雙面板手工焊接缺陷及成因

1.1 貼片電阻焊接缺陷

貼片電阻焊接中，焊盤位置與元件位置偏離，焊件引腳未能與焊盤全面接觸，則其導電性能與機械性能受到影響。貼片電阻在焊接中的虛焊現象，就是只有少量錫焊接焊點，影響PCB雙面板電路接觸效果，并且未必能夠在產品檢驗中檢測出來，影響產品檢驗有效性。當虛焊及焊盤位置與元件位置相偏離，通過產品合格性檢驗并投入市場，在實際使用中會存在電路故障，產品壽命較短等問題[1]。

1.2 芯片焊接缺陷

芯片焊接中，可能會存在橋連與假焊現象。前者也被稱作連焊，是在焊接中由于工藝或疏忽，將兩個不應當連接的焊點進行連接，會導致電路板出現短路故障，設置導致芯片及電路整體短路并燒毀。后者是在焊接中，焊點與錫看起來完全貼合，但實際上并沒有焊接牢固，或者焊盤與元件看起來完全連接，但實際上并沒有連接牢固的現象。假焊現象的存在，也會導致電路短路，并且無法通過產品合格性檢驗[2]。

1.3 極性元件焊接缺陷

對PCB雙面板的極性元件進行手工焊接時，可能會存在焊反現象，影響電路通常，或者即便電路接通，依舊短時間內出現短路故障，導致電源損壞。比如交流旁通濾波鉭電容焊接中，出現焊反缺陷，在產品使用中一旦通電就會在瞬間擊穿鉭電容，電源出現短路故障，接通電源電壓快速下降，產品停止運行[3]。

1.4 其他焊接缺陷

除了以上焊接缺陷之外，在PCB雙面板手工焊接及拆焊中還會出現拆焊時的銅箔翹起、焊接時的異常翹曲及電路板短路等現象。在PCB雙面板進行手工拆焊時，出現銅箔翹起現象，可能是由于焊接時的時間及溫度沒有有效把控，在長時間或高溫度的焊接作業下，焊盤發生裂縫與形變。焊接中的電路板短路，會增加電源放電的電量，給電源造成損害，如果缺陷嚴重，則可能形成安全隱患。這種現象可能是由于焊點橋連，或電路元件方向焊反通電后被擊穿，電路板自身質量問題等。

2 雙面板缺陷處理辦法

2.1 雙面板焊接缺陷識別

出于有效規避并處理PCB雙面板焊接缺陷的需要，可采用有效措施對PCB雙面板焊接缺陷加以識別，以便于對缺陷及問題的處理。本文提出一種自動光學檢測方法，采用自動控制技術、光電技術與計算機技術，建立相應的自動光學檢測系統，用以采集檢測圖像、處理圖像并對其加以運動控制，有效識別焊接缺陷[4]。

首先對雙面板圖像加以預處理，在此基礎上定位圖像中的感性區域，以其邊界為參考軸，采用直線檢測算法，對圖像中目標區域的參考軸加以檢測，確定中心點，以保證檢測精度及效率。通過圖像對比來獲取焊接缺陷信息，為焊接缺陷的處理提供參考。

2.2 焊接缺陷處理方法

2.2.1 貼片電阻焊接缺陷

對于貼片電阻焊接缺陷問題，通過拆焊、重焊或補焊的方式來加以處理。如上所述，貼片電阻的焊接缺陷主要包括焊盤及元件位置偏離、虛焊現象，當光學圖像檢測出這些缺陷時，需要拆除貼點電阻的焊點，并加以處理[5]。通常的貼片電阻焊接方法有兩種：（1）兩端同時上錫并加熱，放置元件并加以調整。在實際應用中具有較高效率，可以在流水線生產中加以應用。但在焊接時，需要兩次熔錫，焊錫的流動性下降，焊點表面粗糙，容易出現溫度過高現象，焊錫量也會影響焊接效果，導致兩個焊盤難以對正。比如在兩個焊盤所需焊錫并不等量時，安裝貼片電阻會發生歪斜問題。（2）對一端加以固定并焊接，進而對另一端加以固定及焊接。該焊接方法十分簡單，更加契合焊接機理，并便于控制焊接時間，焊點表面光滑，可靠性強，因此可以用以進行重焊與補焊。

2.2.2 芯片焊接缺陷

上述芯片焊接缺陷故障，會造成較為嚴重的質量問題，可以經過光學圖像檢測與識別之后，對焊接缺陷加以明確。針對芯片焊接中可能存在的橋連與假焊缺陷，需要首先對該缺陷加以處理，進而進行補焊。如果該缺陷問題嚴重，需要加以拆除以便于重焊，則需要首先將焊接芯片的一邊進行引腳掛錫，以該引腳實現芯片固定，進而對另一邊的引腳加以焊接。以對稱的形式對兩邊引腳加以固定與焊接，以此保證芯片引腳焊接時能充分貼合焊盤，且不會出現引腳懸空的現象，無需進行加壓焊接。具體的焊接方式可以采用拖焊。

2.2.3 極性元件焊接缺陷

極性元件在焊接時可能會存在焊反的現象，這種缺陷出現時，需要對焊件進行拆焊與重焊。在拆焊時，要對極性元件質量與性能加以檢查，分析元件是否存在質量缺陷，如果存在質量問題，則及時更換元件。PCB雙面板絲印是PCB雙面板上標注元件正負極的重要方法，一般極為清晰準確，但也不排除可能出現的絲印出錯的情況，導致極性元件焊反。基于這種情況，需要在焊接之前對其加以明確[6]。

2.2.4 銅箔翹曲及電路板短路

雙面板拆焊時可能會出現銅箔翹起等缺陷，如果情況嚴重，難以修理，或者已經不具備修理的必要，則需要對電路板加以更換，可以采用導線連接方式。電路板的短路缺陷問題，需要首先對元件加以檢查，明確是否存在工藝問題導致元件焊反，進而對電路板質量加以檢查，分析是否由于電路板自身質量因素導致短路故障出現，逐步排除可能因素。當存在電路板短路現象時，可以將導線割斷。如果電路板焊點的錫量過大，則進行拆焊處理，清理焊腳，重新焊接。

2.3 雙面板手工焊接注意事項

焊接時間的掌握：

雙面板手工焊接時要注意對焊接時間的控制，一般可以將烙鐵頭與焊件的接觸時間控制在3s以內，貼片元件焊接時間1～3s；直插元件焊接時間2～3s。焊接的加熱速度也可以加以調整，當焊件較大而烙鐵頭較小，就需要適當延長時間以保證錫材料擁有足夠的溫度。控制好雙面板手工焊接溫度，一般可以控制在330℃左右，同樣可以根據元件的不同來調整焊接溫度。貼片元件的焊接溫度330℃左右，直插元件焊接溫度在335℃為最佳。

在正式的焊接之前，還應當做好對于焊接與案件及電路板的檢測，以清除質量不佳的元件及電路板，在條件允許的情況下，可以采用逐個檢測的方式。在對電路板進行檢查中，可能會發現電路板印刷中存在的毛刺、短路與斷路故障，針對這種問題需要加以處理或更換優質的電路板[7]。

3 結束語

電子產品的生產和制造過程中，焊接是其中一項關鍵的環節，而PCB印刷電路板的生產制造中，焊接質量也會影響PCB板的質量。PCB雙面板在焊接中出現的缺陷問題，會影響雙面板與電路板的正常使用，甚至可能帶來安全隱患，因此需要對既有的焊接缺陷加以彌補及調整，保障產品質量。在焊接中要控制好焊接時間與焊接溫度，提前檢測焊接材料、元件及電路板。除此之外，在PCB版圖設計中也需要從可維修性及可生產性的層面加以考量。

參考文獻：

[1]錢佳.PCB人工焊接缺陷檢測與識別算法研究[D].華東理工大學，2015.

[2]任皓.基于圖像識別的PCB焊接質量檢測技術的研究[D].天津理工大學，2015.

[3]陳強，王一雄.PCB焊點焊接缺陷原因分析[J].印制電路信息，2014（03）：67-70.

[4]張軍杰，韓啟龍.PCB焊接過程中翹曲原因探究與改善[J].電子工藝技術，2013，34（05）：284-288.

[5]王昌寶.PCB雙面板手工焊接缺陷研究[J].湖南農機，2012，39（11）：44-45.

[6]孔凡梅.PCB板元器件焊接缺陷識別算法探討[J].煤炭技術，2012，31（10）：244-246.

[7]葛文啟，盧友順.研發樣品PCB設計技巧與手工焊接[J].中國集成電路，2011，20（04）：70-73.