若干电子装联焊接缺陷术语定义诠释

若干电子装联焊接缺陷术语定义诠释

中国电子科技集团公司第十研究所

陈正浩

一.引用标准及文献

1.国家标准

GB/T19247.2-2003/IEC61191-2：1998印制板组装第2部分：分规范表面安装焊接组装的要求

2.航天标准

QJ2828-95电子装联术语

若干电子装联焊接缺陷的定义，国内外并无统一的定义，由此带来不少周折。航天二院张永忠说：“对于虚焊的认识，我的看法也是看金属间化合物。航天科工集团在2013年做了一期虚焊的专题，以质量简报的形式由集团科质部下发到各单位，里面对虚焊的定义引用了QJ标准对虚焊的定义，但是又做了延伸，分为显性虚焊（也叫广义虚焊），隐性虚焊，显性虚焊即外观可以检查得到的。”

航天二院的张永忠所说的QJ标准就是笔者在以后要多次引用的QJ2828-95《电子装联术语》，由航天七0八所提出，参考美国宇航局NASA标准和美MILL 军标而制定的我国航天标准，至今仍然有效。

3.电子行业标准

1）SJ/T10668-2002表面组装术语

2）SJ20385A-2008军用电子设备电气装配技术要求

4.美国IPC标准

笔者在这里同样也引用了美国IPC标准，需要说明的是IPC标准是由“IPC 美国连接电子业协会”制定的商用标准。

2010年4月出版的IPC-A-610E CN《电子组件的可接受性》在5.2节焊接异常一节里，把焊接缺陷归纳为：暴露金属基材、针孔/吹孔、焊膏再流不完全、不润湿、冷焊/松香焊接连接、退润湿、锡球/锡溅、桥连、锡网/泼锡、焊料受扰、焊料破裂或有裂纹、锡尖、无铅填充起翘和无铅热撕裂/孔收缩十四类，是不完全的。

3.著名SMT专家樊融融教授的著作

笔者引用了樊融融教授对若干焊接缺陷的定义；樊融融教授是我国电子装联业界泰斗，七项联合国专利获得者，八十年代我国杰出的中青年科学家，现在是深圳中兴通信终生员工。

二.焊接缺陷定义的错误理解

“虚焊其实仅针对于IPC中的open”，但IPC-A-610E并没有虚焊的说法，也没有open的说法；open就是开路，“开路”的说法中国有，但IPC-A-610E的焊接缺陷里没有。

不润湿、假焊、空焊、开路、虚焊......，有些属于“俗语”而不是术语。

虚焊不等同于开路，虚焊的根本特征是金属间化合物不符合要求；

开路也未必是虚焊所造成，例如“立碑”也是开路，但就不是虚焊；

不润湿和虚焊含义不同，但不润湿必定导致虚焊；

虚焊并非是中国的一个衍生泀，而是客观存在的事实。

中国电科10所的第一任工艺总工程师叶传垠是我国第一代电子工艺宗师，笔者自二十世纪六十年代初起从事电子装联工艺工作，师从叶老总，亲自聆听他关于虚焊的多次阐述。而IPC-610的最早版本是九十年代初，与我国对于焊接缺陷之一——虚焊的提出滞后整整四十年！

三.若干电子装联焊接缺陷的定义

1.虚焊

1）QJ2828-95中虚焊的定义为：虚焊Pseudo soldering

焊料与焊接件的金属表面被氧化或其它污物所隔离，没有形成金属合金层，只是简单地依附在焊接件表面所造成的缺陷。

2）在焊接参数（温度、时间）全部正常的情况下，焊接过程中凡在连接界面上未形成合适厚度金属间化合物（IMC）的现象，均可定义为虚焊。

——樊融融，《现代电子装联工程应用1100问》，2011年.

图1用3D显微镜和金相显微镜观察焊点外观润湿情况

图2用3D视频显微仪观察焊接BGA焊点外观润湿情况

图4用3D内窥镜观察焊接BGA焊点外观润湿情况

图5用3D-XRay观察焊点虚焊

图6用红外显微镜分析（FT）判定焊点虚焊

图7用扫描电镜（SEM）判定焊点虚焊

图8用金相切片判定焊点虚焊

2.冷焊

1）在焊接中钎料与基体金属之间没有达到最低要求的润湿温度；或者虽然局部发生了润湿，但冶金反应不完全而导致的现象，可定义为冷焊。

——樊融融，《现代电子装联工程应用1100问》，2011年. 2）QJ2828-95对冷焊的定义为：假焊（生焊，冷焊）cold solder joint 焊接温度过低，焊料在润湿和流动前就可能凝固，焊点外观不可能平滑光亮，是焊接质量比虚焊的更差的一种缺陷。

3）IPC-610E对冷焊焊接连接的定义为：

冷焊焊接连接—是指呈现很差的润湿性、外表灰暗、疏松的焊接连接。（这种现象是由于焊锡中杂质过多，焊接前清洁不充分，和/或焊接过程中热量不足所致）。

4）IPC-T-50对冷焊焊接连接的定义为：

焊接连接呈现出润湿不良及灰色多孔外观。（这是由于焊料杂质过多，焊接前清洁不充分，和/或焊接过程中热量不足造成的。）

焊接连接呈现不良的润湿，可能有截留的松香迹象，导致待连接的表面分离。

图9冷焊

3.润湿

1）QJ2828-95对润湿的定义为：润湿wetting

熔融焊料粘附在被焊金属表面形成相当均匀光滑连续的焊料薄膜的现象。2）SJ20385A-2008对润湿的定义为：润湿wetting

液态焊料和被焊基体金属之间产生相互作用的现象，即熔融焊料在基体金属

表面扩散形成完整均匀的覆盖层的现象。

3）SJ/T10668-2002对润湿的定义为：润湿wetting

指液态焊料和被焊基体金属之间产生相互作用的现象，即熔融焊料在基体金属表面扩散形成完整均匀的覆盖层的现象。

4.润湿角

1）SJ20385A-2008对润湿角的定义为：润湿角wetting

金属表面和熔融焊料表面在其交点处切线和金属表面间的夹角。

润湿角θ为我们揭示了润湿情况的信息；SJ20385给出了焊接润湿角要求，见表1。

表1

润湿角润湿条件判别

15°<θ<30°良好

30°<θ<40°好（合格）

40°<θ<55°可接受

55°<θ<70°不良

θ>70°差

2）润湿角诠释

樊融融教授以他深厚的技术功底诠释了润湿角。

电子装联中软钎焊焊接接点形成理论基础是基于钎料金属、基体金属、助焊剂等三要素所构成的三相润湿系统。在焊接过程中，基体金属呈固态，钎料金属