在電子產(chǎn)品裝聯(lián)焊接中，虛焊現(xiàn)象一直是困擾焊點(diǎn)工作可靠性的一個(gè)最突出的問(wèn)題，特別是在高密度組裝和無(wú)鉛焊接中，此現(xiàn)象更為突出。歷史上電子產(chǎn)品（包括民用和軍用）因虛焊導(dǎo)致失效而釀成事故的案例不勝枚舉。

虛焊現(xiàn)象成因復(fù)雜、影響面廣、隱蔽性大，因此造成的損失也大。在實(shí)際工作中為了查找一個(gè)虛焊點(diǎn)，往往要花費(fèi)不少的人力和物力，而且根治措施涉及面廣，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的解決措施也不容易。因此虛焊問(wèn)題一直是電子行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

在現(xiàn)代電子裝聯(lián)焊接中，冷焊是間距≤0.5mmμBGA、CSP 封裝芯片再流焊接中的一種高發(fā)性缺陷。在這類(lèi)器件中，由于焊接部位的隱蔽性，熱量向焊球焊點(diǎn)部位傳遞困難，因此冷焊發(fā)生的概率比虛焊還要高。

然而由于冷焊在缺陷現(xiàn)象表現(xiàn)上與虛焊非常相似，因此往往被誤判為虛焊而被掩蓋。在處理本來(lái)是由于冷焊現(xiàn)象而導(dǎo)致電路功能失效的問(wèn)題時(shí)，往往按虛焊來(lái)處理，結(jié)果是費(fèi)了勁恰效果甚微。

冷焊與虛焊造成的質(zhì)量后果形式相似，但形成的機(jī)理恰不一樣，不通過(guò)視覺(jué)圖像甄別，就很難將虛焊和冷焊區(qū)別開(kāi)來(lái)。它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中很難完全暴露出來(lái)，往往要用戶(hù)使用一段時(shí)間（短則幾天，長(zhǎng)則數(shù)月甚至一年）后才能暴露無(wú)遺。因此不僅造成的影響極壞，后果也是嚴(yán)重的。

本文敘述什么是冷焊？冷焊發(fā)生的機(jī)理，冷焊焊點(diǎn)的判據(jù)，冷焊焊點(diǎn)缺陷程度分析，誘發(fā)冷焊的原因及其對(duì)策，以及虛焊和冷焊的異同點(diǎn)。

1.定義和特征

在焊接中釬料與基體金屬之間沒(méi)有達(dá)到[敏感詞]要求的潤(rùn)濕溫度；或者雖然局部發(fā)生了潤(rùn)濕，但冶金反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的現(xiàn)象，可定義為冷焊，如圖 1 所示。

圖 1 冷焊的微觀特征

它表明 PCB 及元器件的可焊性不存在問(wèn)題，出現(xiàn)此現(xiàn)象的根本原因是焊接的溫度條件不合適。

2.機(jī)理

冷焊發(fā)生的原因主要是焊接時(shí)熱量供給不足，焊接溫度未達(dá)到釬料的潤(rùn)濕溫度，因而結(jié)合界面上沒(méi)有形成 IMC 或 IMC 過(guò)薄，如圖 2 所示。有的情況下，界

面上還存在著裂縫，如圖 3 所示。

這種焊點(diǎn)，釬料是黏附在焊盤(pán)表面上的，有時(shí)表現(xiàn)得毫無(wú)連接強(qiáng)度可言。圖4 所示為一塊 PCBA 上的 CSP 芯片，由于冷焊，一受力芯片便撕裂下來(lái)。器件與焊盤(pán)分離后，焊盤(pán)表面潔凈且呈金屬光澤，如圖 5 所示。它與分離后的虛焊點(diǎn)的焊盤(pán)表面是完全不同的。

3.冷焊焊點(diǎn)的判據(jù)

IMC 生長(zhǎng)發(fā)育不完全、表面呈橘皮狀、坍塌高度不足，是μBGA、CSP 冷焊焊點(diǎn)具有的三個(gè)最典型的特征，這些特征通?？梢宰鳛棣藼GA、CSP 冷焊焊點(diǎn)的判據(jù)。

• 再流焊接中 IMC 生長(zhǎng)發(fā)育不完全（前面已經(jīng)進(jìn)行了分析和介紹，此處不再重復(fù)）

  
  

• 表面橘皮狀和坍塌高度不足μBGA、CSP 冷焊點(diǎn)表面呈橘皮狀、坍塌高度不足，這是冷焊所特有的物理現(xiàn)象。其形成機(jī)理可描述如下：

μBGA、CSP 在再流焊接時(shí)，由于封裝體的重力和表面張力的共同作用，正常情況下都要經(jīng)歷下述過(guò)程，即階段 A 開(kāi)始加熱→階段 B 的[敏感詞]次坍塌→ 階段 C 的第二次坍塌這三個(gè)基本的階段，如圖 6 所示。

如果再流焊接過(guò)程只進(jìn)行到階段 B 的[敏感詞]次坍塌，因熱量供給不足而不能持續(xù)進(jìn)行到階段 C，便形成冷焊焊點(diǎn)。

圖 6 μBGA、CSP 再流焊接的物理化學(xué)過(guò)程

（1）階段 A：開(kāi)始加熱時(shí)，μBGA、CSP 焊點(diǎn)部的形態(tài)如圖 7 所示。

圖 7 開(kāi)始加熱時(shí)的形態(tài)

（2）階段 B：經(jīng)歷了[敏感詞]階段加熱后的焊球，在接近和通過(guò)熔點(diǎn)溫度時(shí)，焊球?qū)⒔?jīng)受一次垂直塌落，直徑開(kāi)始增大。此時(shí)的釬料處于一個(gè)液、固相并存的糊狀狀態(tài)。由于熱量不購(gòu)，焊球和焊盤(pán)之間冶金反應(yīng)很微弱，且焊球表面狀態(tài)是粗糙和無(wú)光澤的，如圖 8 所示。

圖 8 焊球釬料接近或通過(guò)其熔點(diǎn)時(shí)刻的形態(tài)

（3）階段 C：當(dāng)進(jìn)一步加熱時(shí)，焊料釬球達(dá)到峰值溫度，焊球與焊盤(pán)之間開(kāi)始發(fā)生冶金反應(yīng)，產(chǎn)生第二次坍塌。此時(shí)焊球變平坦，形成水平的圓臺(tái)形狀，表面呈現(xiàn)平滑而光亮的結(jié)構(gòu)。界面合金層的形成大大地改善了焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。此時(shí)芯片離板的高度與開(kāi)始時(shí)的高度相比，減小了 1/3~1/2，如圖 9 所示。

圖 9 正常再流焊接后形成的焊點(diǎn)

從上面描述的μBGA、CSP 在再流焊接中所發(fā)生的物理化學(xué)過(guò)程可知，冷焊焊點(diǎn)的形成幾乎都是在再流焊接的 B 階段時(shí)因加熱熱量補(bǔ)充不足。未能達(dá)到峰值溫度便結(jié)束了再流焊接過(guò)程而形成的。因此當(dāng)采用微光學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)檢查μBGA、CSP 焊點(diǎn)的質(zhì)量時(shí)，便可以根據(jù)焊球表面橘皮狀的程度和坍塌高度，來(lái)判斷冷焊發(fā)生的程度。

4.冷焊焊點(diǎn)缺陷程度分析

輕微的冷焊是一種隱匿缺陷，在良好的使用環(huán)境中，一段時(shí)間內(nèi)也不會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的正常功能。因為 IMC 的生長(zhǎng)不僅是溫度的函數(shù)，與時(shí)間也有關(guān)系。再流焊接時(shí)雖然 IMC 發(fā)育不完善，但在使用中仍可繼續(xù)生長(zhǎng)、發(fā)育，只不過(guò)生長(zhǎng)速度非常緩慢而已。為了對(duì)冷焊發(fā)生的程度有個(gè)較準(zhǔn)確的定位和評(píng)估，我們按ERSACOPE 實(shí)際觀察的結(jié)果，根據(jù)其外觀特征，暫將其劃分為 A 類(lèi)（輕微冷焊）、B 類(lèi)（中等程度冷焊）和 C 類(lèi)（嚴(yán)重冷焊）3 個(gè)等級(jí)，如圖 10 所示。

A 類(lèi)（左）B 類(lèi)（中）C 類(lèi)（右）

圖 10 冷焊的分級(jí)

根據(jù)實(shí)際觀察的結(jié)果，發(fā)現(xiàn) A、B 兩類(lèi)最常見(jiàn)。進(jìn)一步對(duì) A 、B 、C 三類(lèi)焊點(diǎn)進(jìn)行金相切片分析，結(jié)果如下。

1）A 類(lèi)。A 類(lèi)焊點(diǎn)切片分析的鏡像如圖 11 所示，界面 IMC（合金）形成不明顯，具有冷焊的特征，但界面結(jié)合嚴(yán)密，且未見(jiàn)微裂紋。

圖 11 A 類(lèi)焊點(diǎn)切片

2）B 類(lèi)。B 類(lèi)焊點(diǎn)切片分析的鏡像如圖 12 所示，界面 IMC 不明顯，界面結(jié)合良好，未見(jiàn)微裂紋，但釬料晶粒不太均勻。

3）C 類(lèi)。C 類(lèi)焊點(diǎn)切片分析的鏡像如圖 13 所示，界面未形成 IMC（合金），界面出現(xiàn)貫穿性裂縫。焊球外表面不規(guī)則，且凹凸不平。

結(jié)論：A、B 兩類(lèi)在非高可靠性要求的場(chǎng)合可酌情接受，而 C 類(lèi)應(yīng)拒收。

5.誘發(fā)冷焊的原因及其對(duì)策

1）μBGA、CSP 在熱風(fēng)再流焊接中冷焊率高的原因

熱風(fēng)對(duì)流是以空氣作為傳導(dǎo)熱量的媒介，對(duì)加熱那些從 PCB 面上“凸出”的元器件，如高引腳與小元器件是理想的?？墒?，在該過(guò)程中，由于對(duì)流空氣與 PCB之間形成的“附面層”的影響，此時(shí)μBGA、CSP 與 PCB 表面的間隙已接近附面層厚度，熱風(fēng)已很難透入底部縫隙中，因而使熱傳導(dǎo)到如μBGA、CSP 底部焊盤(pán)區(qū)時(shí)，傳導(dǎo)效率就將明顯降低，如圖 14 所示。

圖 14 附面層導(dǎo)致熱風(fēng)對(duì)μBGA、CSP 底部焊盤(pán)區(qū)傳熱不良

在相同的峰值溫度和再流時(shí)間的條件下，與其他在熱空氣中焊點(diǎn)暴露性好的元器件相比，μBGA、CSP 焊球焊點(diǎn)獲得的熱量將明顯不足，從而導(dǎo)致一些μBGA、CSP 底部焊球焊點(diǎn)溫度達(dá)不到潤(rùn)濕溫度而發(fā)生冷焊，如圖 15 所示。

圖 15 冷焊形成原因

在上述狀態(tài)下，μBGA、CSP 再流焊接過(guò)程中，熱量傳遞就只能是μBGA、CSP 封裝體和 PCB 首先加熱，然后依靠封裝體和 PCB 基材等熱傳導(dǎo)到焊盤(pán)和μBGA、CSP 的釬料球，形成焊點(diǎn)。

例如，如果 240℃的熱空氣作用在封裝表面，焊盤(pán)與μBGA、CSP 釬料球?qū)⒅饾u加熱，溫度上升的程度與其他元器件相比將出現(xiàn)了一個(gè)滯后時(shí)間，假如不能在要求的再流時(shí)間內(nèi)上升到所要求的潤(rùn)濕溫度，便會(huì)發(fā)生冷焊。

2）解決μBGA、CSP 冷焊發(fā)生率高的可能措施

（1）采用梯形溫度曲線（延長(zhǎng)峰值溫度時(shí)間）

適量降低再流峰值溫度，而延長(zhǎng)峰值溫度時(shí)間，可以改善消熱容量元器件與大熱容量元器件間的溫差，避免較小元器件的過(guò)熱。

一個(gè)現(xiàn)代復(fù)合式再流焊系統(tǒng)可將 45mm BGA 與小型引腳封裝（SOP）的封裝體之間的溫差減小到 8℃。

（2）改進(jìn)再流焊接熱量的供給方式

再流焊接就是將數(shù)以千計(jì)的元器件焊在 PCB 基板上。若在一塊 PCB 上同時(shí)存在質(zhì)量大小、熱容量、面積不等的元器件時(shí)，就會(huì)形成溫度的不均勻性。目前在業(yè)界最常見(jiàn)的兩種再流熱量供給方式及其特點(diǎn)如下所述。

①?gòu)?qiáng)制對(duì)流加熱。強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流再流焊接，是一種通過(guò)對(duì)流噴射管嘴來(lái)迫使氣流循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被焊件加熱的再流焊接方法，如圖 16 所示。采用此種加熱方式的 PCB 基板和元器件的溫度，接近給定的加熱區(qū)的氣體溫度，克服了紅外線加熱因外表色澤的差異、元器件表面反射等因素而導(dǎo)致的元器件間的溫差較大的問(wèn)題。

圖 16 強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流加熱

采用此種加熱方式就熱交換而言，熱傳輸性比紅外線差，因而生產(chǎn)效率不如紅外線加熱方式高，耗電也較多。另外，由于熱傳輸性小，受元器件體積大小的影響，各元器件間的升溫速率的差異將變大。

在強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流再流焊接設(shè)備中循環(huán)氣體的對(duì)流速度至關(guān)重要。為確保循環(huán)氣體能作用于 PCB 的任一區(qū)域，氣流必須具有足夠大的速度或壓力。這在一定程度上易造成薄型 PCB 基板的抖動(dòng)和元器件的位移等問(wèn)題。

②紅外線加熱。紅外線（IR）是具有 3~10μm 波長(zhǎng)的電磁波。通常 PCB、助焊劑、元器件的封裝等材料都是由原子化學(xué)結(jié)合的分子層構(gòu)成的，這些高分子物質(zhì)因分子伸縮、變換角度而不斷振動(dòng)。當(dāng)這些分子的振動(dòng)頻率與相近的紅外線電磁波接觸時(shí)，這些分子就會(huì)產(chǎn)生共振，振動(dòng)就變得更激烈。頻繁振動(dòng)會(huì)發(fā)熱，熱

能在短時(shí)間內(nèi)能夠迅速均等地傳到整個(gè)物體。因此，物體不需要從外部進(jìn)行高溫加熱，也會(huì)充分變熱。

紅外線加熱再流焊接的優(yōu)點(diǎn)是：按照射的同一物體表面呈均勻的受熱狀態(tài)，被焊件產(chǎn)生的熱應(yīng)力小，熱效率高，因而可以節(jié)省能源。

而它的缺點(diǎn)是：按同時(shí)照射的各物體，因其表面色澤的反光程度及材質(zhì)不同，彼此間吸收的熱量的不同而導(dǎo)致彼此間出現(xiàn)溫差，個(gè)別物體因過(guò)量吸收熱能而可能出現(xiàn)過(guò)熱。

③“IR+強(qiáng)制對(duì)流”是解決μBGA、CSP 冷焊的主要技術(shù)手段。國(guó)外業(yè)界針對(duì)QFP140P 與 PCB 之間、45mm 的 BGA 與 PCB 之間的焊接發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分別只有對(duì)流加熱或“IR+強(qiáng)制對(duì)流”復(fù)合加熱系統(tǒng)時(shí)，在兩種條件下加熱的溫度均勻性差異如下：

a）對(duì)流加熱→QFP140P 與 PCB 之間的溫差為 22℃；

b）“IR+強(qiáng)制對(duì)流”加熱→QFP140P 與 PCB 之間的溫差只有 7℃，而對(duì) 45mm的 BGA 溫差進(jìn)一步減小到 3℃。

“IR+強(qiáng)制對(duì)流”加熱的基本概念是：使用紅外線作為主要的加熱源達(dá)到[敏感詞]的熱傳導(dǎo)，并且抓住對(duì)流的均衡加熱特性以減小元器件與 PCB 之間的溫差。對(duì)流加熱方式在加熱大容量的元器件時(shí)有幫助，通知對(duì)較小熱容量元器件過(guò)熱時(shí)的冷卻也有幫助。

圖 17 “IR+強(qiáng)制對(duì)流”的復(fù)合加熱效果

在圖 17 中：

①代表具有大熱容量元器件的加熱曲線；

②是小熱容量元器件的加熱曲線。

如果只使用一個(gè)熱源，不管是 IR 還是對(duì)流，都將發(fā)生如圖 17 粗實(shí)線所示的加熱效果。圖中二虛線描述的加熱曲線顯示了“IR+強(qiáng)制對(duì)流”復(fù)合式加熱的優(yōu)點(diǎn)（△T <△T ）。這里增加強(qiáng)制對(duì)流的作用是：加熱低于熱空氣溫度的元器件；同時(shí)冷卻已經(jīng)升高到熱空氣溫度之上的元器件。

目前[敏感詞]的再流爐技術(shù)結(jié)合了對(duì)流域紅外輻射加熱兩者的優(yōu)點(diǎn)。元器件之間的[敏感詞]溫差可以保持在 8℃以?xún)?nèi)，同時(shí)在連續(xù)大量生產(chǎn)期間 PCB 之間的溫差可穩(wěn)定在大約 1℃。

3）安裝位置的差異對(duì)冷焊發(fā)生率的影響

μBGA、CSP 冷焊現(xiàn)象的發(fā)生，與其在 PCB 上的安裝位置也有很大的關(guān)系。

圖 18 所示為兩個(gè) CSP 芯片（IC/A 和 IC/B）共同裝在一個(gè)屏蔽罩內(nèi)，芯片 IC/A外形尺寸和厚度比芯片 IC/B 小而薄，而且它與屏蔽罩框之間有較大的間隔空間。從熱風(fēng)再流焊接的效果看，IC/A 應(yīng)該比芯片 IC/B 好。

圖 18 安裝位置對(duì)冷焊發(fā)生率的影響

將圖 18 所示的 PCBA 組件，分別在 7 溫區(qū)的（“IR+熱風(fēng)）復(fù)合爐和 10 溫區(qū)的純熱風(fēng)爐中進(jìn)行再流焊接后，沿著圖示的測(cè)試位置用 ERSA SCOPE-30000 微光學(xué)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直接攝取所關(guān)注的焊點(diǎn)外觀鏡像，其結(jié)果見(jiàn)表 1。

表 1 芯片安裝位置及加熱方式對(duì)冷焊的影響

從表 1 所示的微光學(xué)鏡像來(lái)看，可以明顯得出下述結(jié)論：

（1）不論是 10 溫區(qū)的純熱風(fēng)爐，還是 7 溫區(qū)的（“IR+熱風(fēng)）復(fù)合爐，從再流焊接效果來(lái)看，芯片對(duì) IC/B 比芯片 IC/A 的冷焊發(fā)生率高得多。它表明安裝位置對(duì)μBGA、CSP 的冷焊發(fā)生率有很大影響。

（2）從照片的分類(lèi)對(duì)比看，7 溫區(qū)的（“IR+熱風(fēng)）復(fù)合爐的再流焊接效果與 10溫區(qū)的純熱風(fēng)爐相比，不論是 IC/A 位還是 IC/B 位都要好。它表明“IR+熱風(fēng)復(fù)合

加熱方式，對(duì)抑制μBGA、CSP 在再流焊接中冷焊發(fā)生確實(shí)有效果。

1.相似性

虛焊與冷焊從現(xiàn)象表現(xiàn)上有許多相似之處，這正是在實(shí)際工中常常造成誤辨的原因。因此準(zhǔn)確地辨識(shí)虛焊和冷焊的相似性與相異性，對(duì)電子產(chǎn)品制造中的質(zhì)量控制是非常重要的。

虛焊和冷焊的相似性，主要表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：

1）冷焊和虛焊所造成的焊點(diǎn)失效均具有界面失效的特征，即焊點(diǎn)的電氣接觸不良或微裂紋是發(fā)生在焊盤(pán)和釬料相接觸的界面上；

2）冷焊和虛焊的定義相似，界面未形成所需要的金屬間化合物層（簡(jiǎn)稱(chēng)界面合金層或 IMC），如圖 19、圖 20 所示；

3）在工程應(yīng)用中發(fā)生的效果和危害相似，即：都存在電氣上接觸不良，電氣性能不穩(wěn)定，連接強(qiáng)度差。尤其是對(duì)μBGA 和 CSP 而言，這種焊點(diǎn)缺陷是隱匿的，

短則幾天，長(zhǎng)則數(shù)月甚至上年，才能暴露出來(lái)。

2.差異性及物理定位

1）形成的機(jī)理不同：

虛焊是由于被焊金屬表面被氧化、硫化或污染，變得不可焊所導(dǎo)致，而冷焊則是由于焊接時(shí)供給的熱量不足所造成。

2）解決的方法不同：

虛焊一般通過(guò)改善被焊金屬表面的潔凈度和可焊性，調(diào)整助焊劑的化學(xué)活性即可徹底解決，比較容易實(shí)現(xiàn)。而冷焊則必須要解決焊接工藝過(guò)程中熱量的充分

供給問(wèn)題，特別是對(duì)μBGA、CSP這類(lèi)高密度器件，往往要涉及再流爐的加熱方式和熱量轉(zhuǎn)換、傳遞的效率問(wèn)題。因此，面廣難度大。

3）連接強(qiáng)度有差異：

虛焊時(shí)由于釬料和基體金屬表面相互間，隔著一層氧化膜，凝固后釬料的粘附力很差，連接作用很弱；冷焊較輕微的焊點(diǎn)界面上形成的IMC層非常薄而且發(fā)育不完全，而冷焊較嚴(yán)重的焊點(diǎn)界面，往往伴隨著貫穿性的裂縫，毫無(wú)強(qiáng)度可言，如圖21所示。

圖21 界面出現(xiàn)貫穿性裂縫

4）金相組織結(jié)構(gòu)有差異

虛焊切片后的金相組織結(jié)構(gòu)比較細(xì)密，如圖 22 所示；而冷焊切片后的金相組織結(jié)構(gòu)不均勻，如圖 23 所示。

5）微光學(xué)視覺(jué)圖像不同

（1）良好焊點(diǎn)的外觀視覺(jué)圖像

①CBGA→CBGA再流焊接時(shí)由于焊球不熔融，焊膏再流后在焊盤(pán)和焊球之間填充和潤(rùn)濕充分，有良好的潤(rùn)濕角，表面光滑平整，高度不發(fā)生坍塌，如圖24所示。

②PBGA→球狀焊點(diǎn)表面光亮平滑，潤(rùn)濕角良好，坍塌高度約為球狀引腳高度的（1/3～1/2）。如圖 25 所示。

（2）虛焊焊點(diǎn)的外觀視覺(jué)圖像

虛焊焊點(diǎn)的微光學(xué)視覺(jué)圖像所表現(xiàn)的特征是，焊點(diǎn)未形成潤(rùn)濕圓角，如圖 26所示；

圖 26 虛焊

（3）冷焊焊點(diǎn)的外觀視覺(jué)圖像：

冷焊焊點(diǎn)微光學(xué)視覺(jué)圖像所表現(xiàn)的特征為：

①焊點(diǎn)表面呈橘皮狀，如圖 27。

圖 27 冷焊

②焊膏再流不充分，如圖 28 所示。

圖 28 再流不充分

③坍塌高度不足：僅發(fā)生了[敏感詞]階段的坍塌，由于熱量不足，未進(jìn)入第二階段坍塌，如圖 29 所示。

圖 29

1.引用標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)

• 坍塌高度不足

1）QJ 航天標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)于若干電子裝聯(lián)焊接缺陷的定義，國(guó)內(nèi)外并無(wú)統(tǒng)一的定義，由此帶來(lái)不少周折。

航天二院的張永忠說(shuō)：“對(duì)于虛焊的認(rèn)識(shí)，我的看法也是看金屬間化合物?？乒ぜ瘓F(tuán)在 2013 年也做了一期虛焊的專(zhuān)題，以質(zhì)量簡(jiǎn)報(bào)的形式由集團(tuán)科質(zhì)部下發(fā)到各單位，里面對(duì)虛焊的定義引用了 QJ 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)虛焊的定義，但是又做了延伸，分為顯性虛焊（也叫廣義虛焊），隱性虛焊，顯性虛焊即外觀可以檢查得到的?！?

航天二院的張永忠所說(shuō)的 QJ 標(biāo)準(zhǔn)就是筆者在以后要多次引用的 QJ2828《電子裝聯(lián)術(shù)語(yǔ)》，由航天七 0 八所提出，參考美國(guó)宇航局 NASA 標(biāo)準(zhǔn)和美 MILL 軍標(biāo)而制定的我國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)，至今仍然有效。

2）美國(guó) IPC 標(biāo)準(zhǔn)

筆者在這里同樣也引用了美國(guó) IPC 標(biāo)準(zhǔn)，需要說(shuō)明的是 IPC 標(biāo)準(zhǔn)是由“IPC美國(guó)連接電子業(yè)協(xié)會(huì)”制定的商用標(biāo)準(zhǔn)。

2010年4月出版的IPC-A-610E CN《電子組件的可接受性》在5.2焊接異常一節(jié)里，把焊接缺陷歸納為：暴露金屬基材、針孔/吹孔、焊膏再流不完全、不潤(rùn)濕、

冷焊/松香焊接連接、退潤(rùn)濕、錫球/錫濺、橋連、錫網(wǎng)/潑錫、焊料受擾、焊料破裂或有裂紋、錫尖、無(wú)鉛填充起翹和無(wú)鉛熱撕裂/孔收縮十四類(lèi)，是不完全的。

3）樊融融教授著作

筆者在下面還引用了樊融融教授對(duì)若干焊接缺陷的定義；樊融融教授是我國(guó)電子裝聯(lián)業(yè)界泰斗，七項(xiàng)聯(lián)合國(guó)專(zhuān)利獲得者，八十年代我國(guó)杰出的中青年科學(xué)家。

2.焊接缺陷定義的錯(cuò)誤理解

虛焊其實(shí)僅針對(duì)于 Ipc 中的 open，但 IPC-A-610E 并沒(méi)有虛焊的說(shuō)法，也沒(méi)有 open 的說(shuō)法；open 就是開(kāi)路，“開(kāi)路”的說(shuō)法中國(guó)有，但 IPC-A-610E 的焊接缺陷里沒(méi)有。

不潤(rùn)濕、假焊、空焊、開(kāi)路、虛焊......，有些屬于“俗語(yǔ)”而不是術(shù)語(yǔ)，各自定義不同。

• 虛焊不等同于開(kāi)路，虛焊的根本特征是金屬間化合物不符合要求；

• 開(kāi)路也未必是虛焊所造成，例如“立碑”也是開(kāi)路，但就不是虛焊；

• 不潤(rùn)濕和虛焊含義不同，但不潤(rùn)濕必定導(dǎo)致虛焊；

• 虛焊并非是中國(guó)的一個(gè)衍生泀，而是客觀存在的事實(shí)。

3.虛焊

1）在焊接參數(shù)（溫度、時(shí)間）全部正常的情況下，焊接過(guò)程中凡在連接界面上未形成合適厚度金屬間化合物（IMC）的現(xiàn)象，均可定義為虛焊。——樊融融，《現(xiàn)代電子裝聯(lián)工程應(yīng)用 1100 問(wèn)》，2011 年.

2）QJ2828 中虛焊的定義為：虛焊 Pseudo soldering焊料與焊接件的金屬表面被氧化或其它污物所隔離，沒(méi)有形成金屬合金層，只是簡(jiǎn)單地依附在焊接件表面所造成的缺陷。

4.冷焊

1）在焊接中釬料與基體金屬之間沒(méi)有達(dá)到[敏感詞]要求的潤(rùn)濕溫度；或者雖然局部發(fā)生了潤(rùn)濕，但冶金反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的現(xiàn)象，可定義為冷焊?！谌?，《現(xiàn)代電子裝聯(lián)工程應(yīng)用 1100 問(wèn)》，2011 年.

2）QJ2828 對(duì)冷焊的定義為：假焊（生焊，冷焊）cold solder joint焊接溫度過(guò)低，焊料在潤(rùn)濕和流動(dòng)前就可能凝固，焊點(diǎn)外觀不可能平滑光亮，是焊接質(zhì)量比虛焊的更差的一種缺陷。

3）IPC-610D 對(duì)冷焊點(diǎn)的定義為：冷焊點(diǎn)—是指呈現(xiàn)很差的潤(rùn)濕性、外表灰暗、疏松的焊點(diǎn)。（這種現(xiàn)象是由于焊錫中雜質(zhì)過(guò)多，焊接前清潔不充分，和/或焊接過(guò)程中熱量不足所致）

4）IPC-T-50 對(duì)冷焊焊接連接的定義為：焊接連接呈現(xiàn)出潤(rùn)濕不良及灰色多孔外觀。（這是由于焊料雜質(zhì)過(guò)多，焊接前清潔不充分，和/或焊接過(guò)程中熱量不足造成的。）

圖 30

焊接連接呈現(xiàn)不良的潤(rùn)濕，可能有截留的松香跡象，導(dǎo)致待連接的表面分離。

5.潤(rùn)濕

QJ2828 對(duì)潤(rùn)濕的定義為：潤(rùn)濕 wetting 熔融焊料粘附在被焊金屬表面形成相當(dāng)均勻光滑連續(xù)的焊料薄膜的現(xiàn)象。

6.半潤(rùn)濕

QJ2828 對(duì)半潤(rùn)濕的定義為：半潤(rùn)濕 dewetting 熔融焊料粘附在被焊金屬表面后，形成回縮，遺留下不規(guī)

則的焊料疙瘩，但不露基體金屬的現(xiàn)象。

7.退潤(rùn)濕

IPC-T-50 對(duì)退潤(rùn)濕的定義：熔融焊料涂覆在金屬表面上然后焊料回縮，導(dǎo)致形成薄膜覆蓋且未暴露金屬基材或表面涂層的區(qū)域分隔開(kāi)的不規(guī)則焊料堆的一種狀況。

圖 31

退潤(rùn)濕現(xiàn)象導(dǎo)致焊接連接不滿(mǎn)足表面貼裝或通孔插裝的焊料填充要求。

8.不潤(rùn)濕

1）QJ2828 對(duì)不潤(rùn)濕的定義為：不潤(rùn)濕 nonwetting 熔融焊料與金屬表面接觸，只有部分粘附于表面仍裸露基體金屬的現(xiàn)象。

2）IPC-T-50 對(duì)不潤(rùn)濕的定義：熔融的焊料不能與金屬基材（母材）形成金屬鍵合。

a）元器件端子不潤(rùn)濕

b）導(dǎo)線端子不潤(rùn)絲

我國(guó) SMT 經(jīng)過(guò)近四十年高速發(fā)展，業(yè)內(nèi)人士對(duì)質(zhì)量和可靠性重要性的認(rèn)識(shí)日趨升華，SMT 組裝焊接技術(shù)及檢測(cè)技術(shù)迅猛發(fā)展，然而標(biāo)準(zhǔn)的滯后，包括各類(lèi)定義和術(shù)語(yǔ)的滯后已經(jīng)影響了 SMT 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；我國(guó)現(xiàn)有的有關(guān)電子裝聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)基本上都是二十世紀(jì)九十年代中期出臺(tái)的，而 IPC 標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義也存在一定的問(wèn)題，且不完全適應(yīng)我國(guó)國(guó)情。

由此，出現(xiàn)一些對(duì)術(shù)語(yǔ)和定義的不同理解實(shí)屬正?，F(xiàn)象。期盼我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)能適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的需要。僅供參考。（本文作者中國(guó)電科10所 陳正浩）