元器件受损分类与对策

作者： 郭志刚

陕西凌云电气总公司 陕西宝鸡 721006 )
摘要: 分析众多故障，工艺过程中存在的各种机械、电和热过应力，有些直接进入元器件内部，有些通过引线传入内部，最终都是使元器件受损，属于元器件使用不当。电子电气产品装联的通用技术要求和质量保证措施，见QJ165。
关键词: 元器件; 可靠性; 装联; 工艺.
1、过机械应力元器件引线受损：①氧化层清除.因氧化层导致可焊性不符合要求，引线受伤处因应力集中，易受力而扩大伤痕，甚至断裂。②过小的弯曲半径，可能使表面出现裂纹。③回火引线弯曲，并反复弯曲。

过机械应力元器件引线受损防治工艺措施：①检查氧化层是否能够可焊接；②元器件引线弯曲，其最小内侧半径应符合QJ3012中4.3.8.6条表1规定，弯曲弧度一般控制在45~90度范围内。③回火引线弯曲，原则上不应弯曲成形，回火引线不得反复弯曲成形。
2、过机械应力元器件本体受损：①引线矫直。按QJZ147中4.2.2条规定，元器件搪锡前引线应矫直。严禁用尖头钳或医用镊子拉直引线，避免破坏引线与本体的密封性或结合强度。②引线弯曲成形。安装前引线必须弯曲成形，目的是消除各种应力。元器件引线弯曲成形最好采用专用工具和设备。③引线在支座孔中的弯曲。晶体管常用无弹性支座安装，在弯曲腔中的引线成形方向，应与支座插人孔至印制板插入孔之间斜角线相一致，支座则与印制板接触。④不应引线剪断，QJ3012中4.2.2条对此作了规定。⑤禁止修整双列直插引线的弯月面。⑥焊料出现在引线弯曲部位，是正常润湿作用所致；但焊料不能过多，弯曲半径顶面应显露，焊料上升不应扩展到离本体为二引线直径的范围。
3、安装不规范元器件受损：①侧装或倒装。非轴向元器件侧向或倒装时，QJ3012中5.7.3条规定，元器件本体的侧面或端面应与印制板粘牢，或用其它方法固定，防止冲击或振动时松动。②高重心元器件均应加支撑或支座安装。③所有金属外壳功率晶体管的引线，必须要有与安装技术相适应的应力消除措施。④大质量元器件。元器件应按要求采用夹子、定位架、粘接、绑扎或其他合适方法加以固定。
4、过电应力损坏元器件：①静电放电。为保护电子元器件、印制板组装件及电子设备，应根据Qj2711，在元器件接收和测试、生产和检验、贮存和运输时，保持全过程的静电放电控制。②电气设备、工具漏电。装联工艺过程中使用的所有电气设备和工具，不应使元器件和印制板组装件产生漏电，以防损害其功能。③电气间距。QJ3012中4.4.9条对电气间距有明确规定，除特别规定外，金属壳体元器件、裸导体或其它金属零件之间的间距至少为1.6mm。轴向元器件本体下面有裸露导体时，不应贴面安装，两者之间至少应留有0.25mm间距，但也不应超过1.0mm。
5、过热应力损坏元器件：①损坏密封和内部焊点。手工焊接所用焊料一般为GB3131中规定的LSn60P6或HLSn63P6。②损坏芯片。分立器件、集成电路、模块的引线在焊接时能够承受的最高温度和相应时间，生产厂在规范中都有具体规定，应严格遵守。③损坏介质材料。陶瓷电容器，特别是片状多层陶瓷电容器，焊接时过大的温度梯度，会使介质材料破损或出现裂纹，应注意焊接前充分的预热。
6、清洗与元器件：①超声清洗。超声清洗会损害元器件的机械性能或电性能。只安装接线端子或电连接器的组装件允许超声清洗。除此，要有充分理由证明，采用超声清洗对产品没有损害时方可采用，并揽必165A中3.2.10.2条规定，采取保护措施。②残留焊剂。污染物主要是残留焊剂，以处于表面的最为普遍，其中有极性污染物如C1-，是良好导体，易引起电路故障和产生腐蚀。即使是R型和RMA型松脂剂焊剂，为提高清除金属表面氧化层的能力，也要加入活性剂，通常为有机卤化合物，它能形成HCl。HCl腐蚀焊料生成PbCl2，PbCl2在潮湿空气中开始无限期的腐蚀循环，即PbCl2：+CO2+ H2O—PbCO3+2HCl。所以污染物会使组装件性能降低到不合格的水平厂。由于清洗不净，残留焊剂被涂层覆盖，存在于印制导线之间某些表面。假设该处恰为电源与运放相加点。随着时间的延续，加上湿度影响之下，Gl逐渐在电源与运放相加点之间形成导电通路，运放输出叠加了这种漏电带来的影响。严重时，使其性能退化，超过允许范围。上述故障发生过程，往往要经历一段相当长的时间，而在早期却不能发现。
7、固封和涂覆不当使元器件受损。有关灌封和粘固工艺，应依据QJ2829。①粘结剂过多或粘结部位不妥。粘结剂过多，将元器件本体和引线固封成一整体，或粘结剂流向引线。当粘结材料固化时，所产生的应力，可能造成引线和本体的连接受损，或本体破损、断裂。②粘结剂流动。垫片安装不就位，存在隙缝，粘结剂流入，使垫片与金属封装大功率晶体管的外壳(为集电极)绝缘，螺钉又难以与外壳接触良好，于是用作集电极外接引线焊接的焊片，实际上没有接触集电极。由于大功率管晶体集电极未接通电源，作为电流放大极的小功率晶体管，有可能因功耗过大而损坏。③防止潮气聚集。QJ3012中5.3条C规定，元器件安装应预防潮气聚集的形成。涂覆层应连续完整，不应有裂纹、缺损、起泡、夹有异物、杂质。由于涂覆前清洗不净，造成涂覆层不完整，会使腐蚀性气体进人涂层内部，绝缘性能局部下降，引发电路故障。
8、其它工艺措施：①镀金层清除。引线镀金层过厚，焊接后在焊料与引线基材之间仍保留一层未被焊料融熔的金层，经历一段时间，金层与焊料中的锡形成金锡合金，呈暗红色，结合强度甚低，可使引线在焊点中呈虚焊状态。QJ3012中4.3.6条规定，引线表面金层大于2.5um，需经两次搪锡处理，小于2.5urn，应进行一次搪锡处理。②单独操作。设计所选用的元器件，在工艺过程中经受的温度，不应超出它允许的最高温度。若不能满足要求，QJ3011中5．4．12条规定，应采取单独操作，使元器件所受应力符合要求，如采用低温焊料。③修复与改装。由于元器件受损或更改电路设计，印制板组装件需要进行相应的修复或改装。修复和改装必须严格遵守QJ2940中各项规定。不规范的操作可能使邻近或相关元器件受到过机械应力和过热应力而损伤。