对PCB双面板手工焊接缺陷的探讨

阴涛

摘 要：电子产品的生产与制造中，焊接是其中必不可少的环节，而PCB印刷电路板的生产制造中，焊接质量也会影响PCB板的质量。基于此，文章仅就PCB双面板手工焊接中的缺陷及其成因加以分析，进而提出PCB双面板手工焊接缺陷处理措施。

关键词：PCB双面板；手工焊接；焊接缺陷

中图分类号：TN41 文献标志码：A 文章编号：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雙面板即印刷电路板，在现代工业生产及生活中是极为重要的电子元件，也为其他电子元器件提供电气连接。PCB双面板两侧都采用具备布线电路板，在PCB双面板的制造与生产中，会采用手工焊接工艺，其焊接质量会对双面板的使用质量产生影响，基于此，就需要手工焊接中的常见缺陷加以分析，并提出有效的缺陷处理办法。

1 PCB双面板手工焊接缺陷及成因

1.1 贴片电阻焊接缺陷

贴片电阻焊接中，焊盘位置与元件位置偏离，焊件引脚未能与焊盘全面接触，则其导电性能与机械性能受到影响。贴片电阻在焊接中的虚焊现象，就是只有少量锡焊接焊点，影响PCB双面板电路接触效果，并且未必能够在产品检验中检测出来，影响产品检验有效性。当虚焊及焊盘位置与元件位置相偏离，通过产品合格性检验并投入市场，在实际使用中会存在电路故障，产品寿命较短等问题[1]。

1.2 芯片焊接缺陷

芯片焊接中，可能会存在桥连与假焊现象。前者也被称作连焊，是在焊接中由于工艺或疏忽，将两个不应当连接的焊点进行连接，会导致电路板出现短路故障，设置导致芯片及电路整体短路并烧毁。后者是在焊接中，焊点与锡看起来完全贴合，但实际上并没有焊接牢固，或者焊盘与元件看起来完全连接，但实际上并没有连接牢固的现象。假焊现象的存在，也会导致电路短路，并且无法通过产品合格性检验[2]。

1.3 极性元件焊接缺陷

对PCB双面板的极性元件进行手工焊接时，可能会存在焊反现象，影响电路通常，或者即便电路接通，依旧短时间内出现短路故障，导致电源损坏。比如交流旁通滤波钽电容焊接中，出现焊反缺陷，在产品使用中一旦通电就会在瞬间击穿钽电容，电源出现短路故障，接通电源电压快速下降，产品停止运行[3]。

1.4 其他焊接缺陷

除了以上焊接缺陷之外，在PCB双面板手工焊接及拆焊中还会出现拆焊时的铜箔翘起、焊接时的异常翘曲及电路板短路等现象。在PCB双面板进行手工拆焊时，出现铜箔翘起现象，可能是由于焊接时的时间及温度没有有效把控，在长时间或高温度的焊接作业下，焊盘发生裂缝与形变。焊接中的电路板短路，会增加电源放电的电量，给电源造成损害，如果缺陷严重，则可能形成安全隐患。这种现象可能是由于焊点桥连，或电路元件方向焊反通电后被击穿，电路板自身质量问题等。

2 双面板缺陷处理办法

2.1 双面板焊接缺陷识别

出于有效规避并处理PCB双面板焊接缺陷的需要，可采用有效措施对PCB双面板焊接缺陷加以识别，以便于对缺陷及问题的处理。本文提出一种自动光学检测方法，采用自动控制技术、光电技术与计算机技术，建立相应的自动光学检测系统，用以采集检测图像、处理图像并对其加以运动控制，有效识别焊接缺陷[4]。

首先对双面板图像加以预处理，在此基础上定位图像中的感性区域，以其边界为参考轴，采用直线检测算法，对图像中目标区域的参考轴加以检测，确定中心点，以保证检测精度及效率。通过图像对比来获取焊接缺陷信息，为焊接缺陷的处理提供参考。

2.2 焊接缺陷处理方法

2.2.1 贴片电阻焊接缺陷

对于贴片电阻焊接缺陷问题，通过拆焊、重焊或补焊的方式来加以处理。如上所述，贴片电阻的焊接缺陷主要包括焊盘及元件位置偏离、虚焊现象，当光学图像检测出这些缺陷时，需要拆除贴点电阻的焊点，并加以处理[5]。通常的贴片电阻焊接方法有两种：（1）两端同时上锡并加热，放置元件并加以调整。在实际应用中具有较高效率，可以在流水线生产中加以应用。但在焊接时，需要两次熔锡，焊锡的流动性下降，焊点表面粗糙，容易出现温度过高现象，焊锡量也会影响焊接效果，导致两个焊盘难以对正。比如在两个焊盘所需焊锡并不等量时，安装贴片电阻会发生歪斜问题。（2）对一端加以固定并焊接，进而对另一端加以固定及焊接。该焊接方法十分简单，更加契合焊接机理，并便于控制焊接时间，焊点表面光滑，可靠性强，因此可以用以进行重焊与补焊。

2.2.2 芯片焊接缺陷

上述芯片焊接缺陷故障，会造成较为严重的质量问题，可以经过光学图像检测与识别之后，对焊接缺陷加以明确。针对芯片焊接中可能存在的桥连与假焊缺陷，需要首先对该缺陷加以处理，进而进行补焊。如果该缺陷问题严重，需要加以拆除以便于重焊，则需要首先将焊接芯片的一边进行引脚挂锡，以该引脚实现芯片固定，进而对另一边的引脚加以焊接。以对称的形式对两边引脚加以固定与焊接，以此保证芯片引脚焊接时能充分贴合焊盘，且不会出现引脚悬空的现象，无需进行加压焊接。具体的焊接方式可以采用拖焊。

2.2.3 极性元件焊接缺陷

极性元件在焊接时可能会存在焊反的现象，这种缺陷出现时，需要对焊件进行拆焊与重焊。在拆焊时，要对极性元件质量与性能加以检查，分析元件是否存在质量缺陷，如果存在质量问题，则及时更换元件。PCB双面板丝印是PCB双面板上标注元件正负极的重要方法，一般极为清晰准确，但也不排除可能出现的丝印出错的情况，导致极性元件焊反。基于这种情况，需要在焊接之前对其加以明确[6]。

2.2.4 铜箔翘曲及电路板短路

双面板拆焊时可能会出现铜箔翘起等缺陷，如果情况严重，难以修理，或者已经不具备修理的必要，则需要对电路板加以更换，可以采用导线连接方式。电路板的短路缺陷问题，需要首先对元件加以检查，明确是否存在工艺问题导致元件焊反，进而对电路板质量加以检查，分析是否由于电路板自身质量因素导致短路故障出现，逐步排除可能因素。当存在电路板短路现象时，可以将导线割断。如果电路板焊点的锡量过大，则进行拆焊处理，清理焊脚，重新焊接。

2.3 双面板手工焊接注意事项

焊接时间的掌握：

双面板手工焊接时要注意对焊接时间的控制，一般可以将烙铁头与焊件的接触时间控制在3s以内，贴片元件焊接时间1～3s；直插元件焊接时间2～3s。焊接的加热速度也可以加以调整，当焊件较大而烙铁头较小，就需要适当延长时间以保证锡材料拥有足够的温度。控制好双面板手工焊接温度，一般可以控制在330℃左右，同样可以根据元件的不同来调整焊接温度。贴片元件的焊接温度330℃左右，直插元件焊接温度在335℃为最佳。

在正式的焊接之前，还应当做好对于焊接与案件及电路板的检测，以清除质量不佳的元件及电路板，在条件允许的情况下，可以采用逐个检测的方式。在对电路板进行检查中，可能会发现电路板印刷中存在的毛刺、短路与断路故障，针对这种问题需要加以处理或更换优质的电路板[7]。

3 结束语

电子产品的生产和制造过程中，焊接是其中一项关键的环节，而PCB印刷电路板的生产制造中，焊接质量也会影响PCB板的质量。PCB双面板在焊接中出现的缺陷问题，会影响双面板与电路板的正常使用，甚至可能带来安全隐患，因此需要对既有的焊接缺陷加以弥补及调整，保障产品质量。在焊接中要控制好焊接时间与焊接温度，提前检测焊接材料、元件及电路板。除此之外，在PCB版图设计中也需要从可維修性及可生产性的层面加以考量。

参考文献：

[1]钱佳.PCB人工焊接缺陷检测与识别算法研究[D].华东理工大学，2015.

[2]任皓.基于图像识别的PCB焊接质量检测技术的研究[D].天津理工大学，2015.

[3]陈强，王一雄.PCB焊点焊接缺陷原因分析[J].印制电路信息，2014（03）：67-70.

[4]张军杰，韩启龙.PCB焊接过程中翘曲原因探究与改善[J].电子工艺技术，2013，34（05）：284-288.

[5]王昌宝.PCB双面板手工焊接缺陷研究[J].湖南农机，2012，39（11）：44-45.

[6]孔凡梅.PCB板元器件焊接缺陷识别算法探讨[J].煤炭技术，2012，31（10）：244-246.

[7]葛文启，卢友顺.研发样品PCB设计技巧与手工焊接[J].中国集成电路，2011，20（04）：70-73.