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[导读]在电子焊接领域,虚焊是一个常见且棘手的问题,它犹如潜藏在电子设备中的定时炸弹,随时可能引发设备故障,影响其性能与可靠性。通孔焊接和标贴焊接作为两种主流的焊接方式,在应对虚焊问题上各有特点,而通孔焊接凭借其独特的工艺特性,在解决虚焊问题方面展现出显著优势。

在电子焊接领域,虚焊是一个常见且棘手的问题,它犹如潜藏在电子设备中的定时炸弹,随时可能引发设备故障,影响其性能与可靠性。通孔焊接和标贴焊接作为两种主流的焊接方式,在应对虚焊问题上各有特点,而通孔焊接凭借其独特的工艺特性,在解决虚焊问题方面展现出显著优势。

从焊接原理层面剖析,标贴焊接,通常指表面贴装技术(SMT),是将表面贴装元器件直接贴、焊到印制电路板表面规定位置上的焊接技术。其焊点主要依靠焊膏在回流焊过程中熔化,在表面张力作用下包裹元器件引脚与焊盘实现连接。而通孔焊接,如常见的通孔回流焊(THR),是先将锡膏印刷在通孔焊盘上,插入元器件引脚后,通过回流焊使锡膏熔化,不仅在焊盘表面形成焊点,锡膏还会在表面张力作用下流入通孔内,填充引脚与孔壁间的间隙,实现全方位的包裹焊接。

在虚焊产生的根源方面,无论是标贴焊接还是通孔焊接,都面临着诸如元器件引脚与焊盘氧化、焊料润湿性不佳、焊接温度和时间控制不当等问题。然而,这些因素对标贴焊接和通孔焊接产生虚焊的影响程度及表现形式存在差异。

对于标贴焊接,由于表面贴装元器件引脚与焊盘的接触面积相对较小,且主要集中在焊盘表面。一旦元器件引脚或焊盘存在轻微氧化,或者焊膏在回流过程中未能充分铺展、浸润,就极易在引脚与焊盘之间形成微小的缝隙或空洞,从而导致虚焊。这种虚焊在初期可能仅表现为电气连接不稳定,随着设备使用过程中的振动、温度变化等因素影响,虚焊处的接触电阻会逐渐增大,最终可能引发断路故障。

相比之下,通孔焊接在应对这些虚焊诱因时具有明显优势。其一,从机械连接角度看,通孔焊接中元器件引脚插入通孔并被焊料填充包裹,其连接方式类似于 “嵌入式” 连接,相比标贴焊接的表面附着式连接,机械稳定性更强。即使在设备受到一定程度的振动或外力冲击时,引脚也不易从焊点中脱落,大大降低了因机械应力导致虚焊的风险。例如,在一些工业控制设备、汽车电子等高振动环境应用场景中,通孔焊接的可靠性优势尤为突出。

其二,在焊料填充与浸润方面,通孔焊接的焊盘设计和焊接过程使得焊料能够在重力和表面张力的共同作用下,充分流入通孔内部,对引脚进行全方位的包裹。当元器件引脚或焊盘存在一定程度氧化时,较大体积的焊料在熔化过程中,其内部的助焊剂有更多机会与氧化物发生反应,从而更好地去除氧化层,促进焊料的浸润。而且,通孔内丰富的焊料量能够在一定程度上弥补因局部润湿性不佳而可能产生的虚焊缺陷。例如,在一些对焊接质量要求极高的航空航天电子设备中,通孔焊接能够确保焊点在复杂环境下长期保持稳定可靠的电气连接。

其三,在焊接工艺控制方面,通孔焊接的工艺窗口相对较宽。以通孔回流焊为例,虽然回流焊过程中的温度曲线控制同样重要,但由于通孔焊接中焊料量相对较多,对温度变化的缓冲能力更强。在实际生产中,即使回流焊温度在一定范围内出现小幅度波动,通孔内的焊料仍能较好地完成熔化、填充和凝固过程,保证焊接质量,减少因温度控制偏差导致虚焊的可能性。而标贴焊接中,由于焊膏量相对较少且焊点结构较为单薄,对回流焊温度曲线的精度要求更为苛刻,温度稍有偏差就可能引发虚焊等焊接缺陷。

在实际生产应用中,众多电子制造企业的实践经验也充分证明了通孔焊接在解决虚焊问题上的优势。某大型电子设备制造商在生产一款通信基站设备时,对比了采用标贴焊接和通孔焊接的电路板在不同环境下的可靠性。经过大量样本的高温高湿老化测试、振动测试以及长期的实际现场运行监测发现,采用标贴焊接的电路板出现虚焊故障的概率约为 5% - 8%,而采用通孔焊接的电路板虚焊故障率仅为 1% - 2%。这一显著的数据差异直观地体现了通孔焊接在提高焊接可靠性、降低虚焊风险方面的卓越表现。

综上所述,通孔焊接在解决虚焊问题上相较于标贴焊接具有多方面的优势,无论是从焊接原理、机械连接稳定性,还是焊料填充浸润以及工艺控制的角度分析,通孔焊接都为减少虚焊提供了更为可靠的保障。随着电子设备向高可靠性、高稳定性方向发展,通孔焊接技术在电子制造领域的应用前景将愈发广阔,有望在更多对焊接质量要求严苛的场景中发挥关键作用,为电子设备的稳定运行筑牢根基。

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