燃气点火器虚焊故障分析.pdf

第3期
机电元件
Vol 32 No. 3
2012年6月
ELECTROMECHANICAL COMPONFNTS
Jun.2012
燃气点火器虚焊故障分析
陈升芳',陈红亮2
(1.杭州全宇电子有眼公司,浙江杭州310018;2.浙江水利水电专科学校,浙江杭州310018)
摘要:在线路板生产过程中,虚焊是一种常见缺陷。本文从焊接机理出发,探讨了虚焊的形成原因、虛焊
的常见种美,然后以燃气点火器为例,从工艺角度提出如何提高焊接质量,进而提高产品的合格率。
关键词:燃气点火器;虚焊
Doi:10.3969/j.isn.1000-6133.2012.03,013
中图分类号:TN784
文献标识码:A文章编号:1000-6133(2012)03-0056-05
Analysis with Dry Joint for Ignitor of Gas
CHENG Sheng-fang, Cheng Hongliang
(1. Hangzhou Goldcomos Electronic Co, Ltd, Hangzhou 310018, China
2. Zhejiang Water Conservancy and Hydropower College Hangzhou 310018, China;)
Abstract: Dry joint is a common defect in the circuit board production process. The paper analyzes the cause
and types of dry joint from welding Mechanism, and points out how to improve the welding quality, and increase the
rate of qual
lucts taking the ignitor of gas as example
Keywords ignitor of gas; dry joint
言
2焊接机理
在高压脉冲点火器的生产过程中,线路板焊点
线路板焊接属于钎焊,其原理是通过加热的烙
的后期失效是生产中的最令在头痛的问题。这种失铁将固态焊锡丝加热熔化,再借助于助焊剂的作用,
效实际上就是虚焊引起的。虚焊是指焊件表面没有使其流入被焊金属之间,待冷却后形成牢固可靠的
充分镀上锡层,焊件之间没有被锡固住、存在隔离焊接点。当焊料为锡铅合金,焊接面为铜时,焊料
层。肉眼一般无法看出其状态,其电气特性表现为先对焊接表面产生润湿,伴随着润湿现象的发生,
没有导通或导通不良,直接影响电路特性、整机性焊料逐渐向金属铜扩散,在焊料与金属铜的接触面
能。以本公司生产燃气点火器为例,质检过程中虚形成附着层,使两者牢固地结合起来。所以,一个
焊引起的故障率为30~45%,而市场返退品中因焊点的形成都是通过润湿、扩散和治金结合这三个
虚焊引起的故障率却高达40-60%。本文从焊接机物理和化学过程来完成的。其中,润湿是最重要的
理开始对虚焊故障原因进行分析,并探求解决办法。
收蒋日期:2012-03-20
万方数据
第3期
陈升芳等:燃气点火器虚焊故障分析
阶段,没有润湿,焊接就无法进行。
成合金层,使焊锡与元件牢固连接;在焊锡与焊盘
1.1润湿(横向流动
金属的表面形成,使焊锡牢固的附着在电路板板上,
润湿是常见的物理现象,又称浸润,钎焊中的进而使得元件牢牢的固定在电路板的焊盘上,电气
润湿是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材性能良好,否则就是虚焊。形成虛焊的原因很多
金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流,从下文将逐步分析。
而在被焊母材表面形成附着层,使焊料与母材金属
的原子相互接近,达到原子引力起作用的距离。浸2虚焊故障常见的种类
润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表
常见虚焊种类如图1所示(2
面张力。
1)虚焊点在焊点与焊盘之间
良好润湿的环境条件:被焊母材的表面必须是
如图1中①所示。产生这种虚焊现象的原因是
清洁的,不能有氧化物或污染物。从而使焊料能迅元件引脚虽然处理恰当,却没有处理好线路板敷铜
速润湿被焊金属,达到金属间的直接接触。任何污焊盘面,如粘有杂质、未去脂去氧处理、未涂防氧
染都会妨碍润湿,进而影响金属化合物的生成。但化剂等,导致焊接时吃锡效果不良。由于这种虚焊
是,金属表面总是存在氧化物、硫化物和油污等。现象隐藏在焊点下面,一般不易发现。
因此,在焊接之前,被焊金属表面都要进行清洁处
2)虚焊点在元件引脚与焊点之间
如图1中②所示。产生的原因主要是元件引脚
1.2扩散
没有得到较好的处理,如引脚上上粘有杂质、已氧
在正常条件下,金属原子在晶格点阵中都以其化等都会导致引脚与焊点不能很好地熔合。久而久
平衡位置为中心进行着不停的热运动。这种运动随之,元件引脚氧化现象加剧,形成时通时断的接触
着温度的增高其频率和能量也逐步增高。当达到足不良现象。
够能量和温度时,某些原子会克服周围原子对它的
束缚,脱离原来占据的位置。这种现象就叫扩散。
alivッa
收
在钎焊过程中,伴随着熔融焊料在被焊面上润湿的
形成,由于具有较高温度,焊料和固体金属内部相
性
源
互扩散的现象。在用锡铅焊料焊接铜件时,焊接过
程中既有表面扩散又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅
焊料中的铅只参与表面扩散,而锡和铜原子相互扩
元件ら解
散。这是不同金属性质决定的选择性扩散。
图1虚焊的分类
金属间的扩散速度和扩散量,与温度和时间密
切相关,因此,在钎焊技术中,焊接温度和焊接时
3)虚焊点产生在焊点中间
间等工艺因素是保证焊接质量,达到可靠连接的重
如图③所示。这类现象产生的原因主要是因为
要条件。
焊点处用锡量比较少,焊接温度太高或太低,造成
1.3治金结合(界面层
焊接质量差。仔细看,焊点周围会有一圈比较明显
随着焊料与母材相互扩散,在两种金属之间形的塌陷,且焊点不光滑,颜色呈暗灰,因此相对来
成了一个中间层--金属化合物,即被焊母材与焊说,还是比较容易发现的。
料之间必须形成金属化合物,从而使母材达到牢固3易发生虚焊故障的部位
的治金结合状态,获得良好的焊点。例如,用锡铅
焊料焊接铜件时,扩散的结果使锡原子和被焊金属
虚焊故障在线路板钎焊过程中比较常见,主要
铜的交接处形成合金层。在焊锡和元件的交接面形集中在以下部位
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