在電子制造領(lǐng)域，焊接質(zhì)量對(duì)于產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性起著決定性作用。虛焊作為一種常見且棘手的焊接缺陷，可能引發(fā)電子產(chǎn)品故障，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致產(chǎn)品失效。通孔焊接和標(biāo)貼焊接作為兩種主流的焊接方式，在應(yīng)對(duì)虛焊問題上各有特點(diǎn)，而通孔焊接憑借其獨(dú)特的工藝特性，在解決虛焊問題方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

虛焊問題剖析

虛焊本質(zhì)上是在焊接過程中，連接接頭的界面未能形成合適厚度的合金層(IMC)，導(dǎo)致焊點(diǎn)的焊接輪廓形狀不完整。虛焊焊點(diǎn)主要分為兩類：一類是通過直接觀察就能發(fā)現(xiàn)的，如半焊、缺焊，此類焊點(diǎn)的焊接輪廓明顯不完整;另一類則是在整機(jī)電性能測(cè)試、整機(jī)可靠性試驗(yàn)或?qū)嶋H使用過程中才會(huì)暴露出來的，像空洞、吹孔等情況，這類焊點(diǎn)內(nèi)部存在缺陷，會(huì)使電阻值增大，進(jìn)而導(dǎo)致焊點(diǎn)導(dǎo)電性能變差。

虛焊的產(chǎn)生原因復(fù)雜多樣。從印制電路板(PCB)的設(shè)計(jì)角度來看，焊盤大小、焊盤孔徑與插裝元器件引線的直徑若配合不當(dāng)，就容易引發(fā)虛焊。例如，焊盤過小會(huì)致使錫量不足，而焊盤過大則會(huì)造成焊點(diǎn)扁平，兩者都會(huì)影響焊點(diǎn)的導(dǎo)電性能。從焊接工藝方面分析，助焊劑的助焊性能不佳是一個(gè)關(guān)鍵因素。助焊劑需要適應(yīng)波峰焊的預(yù)熱溫度、錫爐溫度以及焊接時(shí)間等參數(shù)。若錫爐溫度設(shè)置不合理，會(huì)影響液態(tài)焊料的粘度和流動(dòng)性，無法滿足補(bǔ)充基板通過波峰時(shí)所帶走的熱量的需求;焊接時(shí)間設(shè)置不當(dāng)，則會(huì)影響基板焊盤、元器件引線被液態(tài)焊料的浸潤時(shí)間，以及基板通過波峰時(shí)所能承受的熱量。此外，在預(yù)熱階段，若助焊劑溫度過高，會(huì)出現(xiàn)碳化趨勢(shì)，失去助焊作用，減弱其在預(yù)熱區(qū)的去氧化物能力以及在焊接時(shí)對(duì)焊錫的表面漫流作用;若助焊劑預(yù)熱時(shí)溫度過低，在焊接前或焊接時(shí)，助焊劑中的氣泡會(huì)阻礙焊錫與焊盤、元器件引線接觸，從而在焊點(diǎn)內(nèi)部形成空洞類虛焊。

通孔焊接與標(biāo)貼焊接對(duì)比

標(biāo)貼焊接，即表面貼裝技術(shù)(SMT)，將無引腳或短引腳的表面貼裝元器件直接貼裝、焊接到 PCB 表面規(guī)定位置。這種焊接方式適用于小型化、高密度的電子組裝需求，能夠有效減小電子產(chǎn)品的體積。然而，在應(yīng)對(duì)虛焊問題上，標(biāo)貼焊接存在一定局限性。由于表面貼裝元器件的引腳較短甚至無引腳，與焊盤的連接主要依靠表面張力和少量的焊料，在受到外力、溫度變化等因素影響時(shí)，焊點(diǎn)容易出現(xiàn)開裂、松動(dòng)等虛焊現(xiàn)象。特別是對(duì)于一些對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，標(biāo)貼焊接的焊點(diǎn)可能無法提供足夠的穩(wěn)固性。

通孔焊接，尤其是通孔回流焊工藝(THR)，則展現(xiàn)出不同的特性。該工藝先采用絲網(wǎng)印刷方式將錫膏印刷在通孔焊盤上，接著將插裝元器件插入通孔內(nèi)，最后通過回流焊完成與表貼元器件的焊接。與標(biāo)貼焊接相比，通孔焊接的元器件引腳穿過 PCB 上的通孔，在焊接過程中，引腳與焊盤以及通孔壁之間能夠形成更為牢固的機(jī)械連接和電氣連接。這種連接方式使得焊點(diǎn)在承受外力時(shí)，能夠更好地分散應(yīng)力，降低焊點(diǎn)開裂、松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，從而有效減少虛焊問題的發(fā)生。

通孔焊接在解決虛焊問題上的優(yōu)勢(shì)

機(jī)械連接牢固性優(yōu)勢(shì)

在通孔焊接中，元器件引腳貫穿 PCB 的通孔，焊接后形成的焊點(diǎn)不僅在 PCB 表面有焊料連接，引腳與通孔壁之間也會(huì)形成可靠的連接。這種三維立體的連接方式大大增強(qiáng)了焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度。以常見的插件式電阻器為例，其引腳插入通孔并焊接后，能夠承受較大的拉力和剪切力。相比之下，標(biāo)貼焊接的電阻器僅通過表面貼裝方式與焊盤連接，在受到相同外力作用時(shí)，更容易出現(xiàn)焊點(diǎn)脫落、虛焊的情況。對(duì)于一些需要在復(fù)雜環(huán)境下工作的電子產(chǎn)品，如工業(yè)控制設(shè)備、汽車電子等，可能會(huì)受到震動(dòng)、沖擊等外力影響，通孔焊接的牢固機(jī)械連接能夠確保焊點(diǎn)在長期使用過程中保持穩(wěn)定，有效避免因外力作用導(dǎo)致的虛焊問題，顯著提高產(chǎn)品的可靠性。

焊接過程中對(duì)焊接缺陷的抑制優(yōu)勢(shì)

對(duì)焊料量的控制優(yōu)勢(shì)：在通孔回流焊工藝中，通過精確控制錫膏印刷的量，能夠確保在焊接過程中有足夠的焊料填充通孔和形成良好的焊點(diǎn)。先進(jìn)的錫膏印刷設(shè)備可以根據(jù)通孔的大小、元器件引腳的直徑等參數(shù)，精準(zhǔn)地控制錫膏的印刷量，避免出現(xiàn)焊料不足導(dǎo)致的虛焊問題。同時(shí)，由于錫膏是預(yù)先印刷在焊盤和通孔周圍，在回流焊接過程中，焊料的流動(dòng)更加可控，能夠更好地填充引腳與通孔之間的間隙，減少空洞、缺焊等焊接缺陷的產(chǎn)生。而在標(biāo)貼焊接中，對(duì)于一些微小的表面貼裝元器件，如 0201、01005 封裝的電阻、電容等，要精確控制焊料量較為困難，容易因焊料量不足或過多引發(fā)虛焊、橋接等問題。

對(duì)焊接溫度和時(shí)間的適應(yīng)性優(yōu)勢(shì)：通孔焊接在回流焊接過程中，元器件引腳和焊盤能夠充分吸收熱量，因?yàn)橐_貫穿通孔，熱量可以通過引腳均勻地傳遞到整個(gè)焊接區(qū)域。這使得焊接過程對(duì)溫度和時(shí)間的波動(dòng)有更好的適應(yīng)性。即使在回流焊過程中溫度曲線出現(xiàn)一定程度的偏差，由于引腳與焊盤、通孔壁之間的大面積接觸，仍能保證有足夠的熱量使焊料充分熔化并形成良好的焊點(diǎn)。相比之下，標(biāo)貼焊接的元器件由于引腳短且與焊盤接觸面積相對(duì)較小，對(duì)溫度和時(shí)間的變化更為敏感。若回流焊溫度過低或時(shí)間過短，可能導(dǎo)致焊料無法充分熔化，從而產(chǎn)生虛焊;若溫度過高或時(shí)間過長，則可能損壞元器件或使焊點(diǎn)出現(xiàn)過度氧化等問題。例如，在焊接一些對(duì)溫度敏感的芯片時(shí)，標(biāo)貼焊接需要更加嚴(yán)格地控制溫度曲線，而通孔焊接則相對(duì)更具容錯(cuò)性，能夠在一定程度上降低因溫度和時(shí)間控制不當(dāng)導(dǎo)致虛焊的風(fēng)險(xiǎn)。

可檢測(cè)性與可修復(fù)性優(yōu)勢(shì)

可檢測(cè)性優(yōu)勢(shì)：通孔焊接形成的焊點(diǎn)較大且具有明顯的三維結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，無論是采用目視檢測(cè)、X 射線檢測(cè)還是其他無損檢測(cè)方法，都更容易發(fā)現(xiàn)潛在的焊接缺陷。目視檢測(cè)時(shí)，操作人員可以直觀地觀察到焊點(diǎn)的形狀、焊料的填充情況等，判斷是否存在虛焊、缺焊等問題。X 射線檢測(cè)能夠清晰地顯示引腳與通孔壁之間的焊接情況，以及焊點(diǎn)內(nèi)部是否存在空洞等缺陷。相比之下，標(biāo)貼焊接的焊點(diǎn)較小且較為扁平，在檢測(cè)過程中，一些微小的虛焊缺陷可能難以被發(fā)現(xiàn)，特別是對(duì)于一些多層 PCB 板上的表面貼裝元器件，檢測(cè)難度更大。

可修復(fù)性優(yōu)勢(shì)：當(dāng)發(fā)現(xiàn)通孔焊接的焊點(diǎn)存在虛焊問題時(shí)，修復(fù)相對(duì)較為容易。由于引腳貫穿通孔，維修人員可以通過重新加熱焊點(diǎn)，添加適量的焊料等方式進(jìn)行修復(fù)。例如，使用電烙鐵對(duì)虛焊的通孔焊點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)，能夠方便地將熱量傳遞到引腳與焊盤的連接部位，使焊料重新熔化并填充缺陷部位。而對(duì)于標(biāo)貼焊接的元器件，一旦出現(xiàn)虛焊，由于其引腳短且與焊盤緊密貼合，修復(fù)過程需要更加精細(xì)的操作和專業(yè)的設(shè)備，如使用熱風(fēng)槍等設(shè)備進(jìn)行局部加熱修復(fù)，但在修復(fù)過程中容易對(duì)周圍的其他元器件造成影響，增加了修復(fù)的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)

綜上所述，通孔焊接在解決虛焊問題上相較于標(biāo)貼焊接具有多方面的優(yōu)勢(shì)。其牢固的機(jī)械連接能夠有效抵抗外力作用，減少因外力導(dǎo)致的虛焊;在焊接過程中，對(duì)焊料量和焊接溫度、時(shí)間的良好控制能力，降低了焊接缺陷產(chǎn)生的概率;同時(shí)，在可檢測(cè)性與可修復(fù)性方面也表現(xiàn)出色，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決虛焊問題。盡管隨著電子產(chǎn)品向小型化、輕量化方向發(fā)展，標(biāo)貼焊接技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，但在一些對(duì)焊接質(zhì)量和可靠性要求極高的領(lǐng)域，如航空航天、醫(yī)療設(shè)備等，通孔焊接技術(shù)憑借其在解決虛焊問題上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，仍然占據(jù)著重要地位。在實(shí)際電子制造過程中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的具體需求和應(yīng)用場(chǎng)景，合理選擇焊接方式，以確保電子產(chǎn)品的高質(zhì)量和高可靠性。