电子产品手工焊接焊接温度的确立及验证
陈正浩
中国电子科技集团公司第十研究所
摘要:本文从手工焊接是热能量从烙铁头向被焊物转移的原理分析着手,指出烙铁头显示温度与与烙铁头焊接温度之间存在着温差,烙铁头空载温度与烙铁头焊接温度之间存在着温差,提出只有把烙铁头的焊接温度而不是烙铁头的空载温度作为焊接PCBA的基准温度才更加符合焊接工艺的原理和实际情况,对于PCB的手工焊接温度的确定具有普遍意义。
关键词:手工装焊焊接温度空载温度显示温度回温特性验证
引言
电子产品手工焊接用的电烙铁经历了四代变化,从九十年代以前的直热式电烙铁(外热式或内热式)、感应式电烙铁(焊枪)到九十年代的恒温电烙铁(温控型电烙铁)直到十多年以前以德国ERSA、美国OK和日本HAKKO为代表的智能型电烙铁的出现。
智能型电烙铁不同于温控型电烙铁,两者不属于一个档次。
温控型电烙铁通过控制通电时间而实现恒温的。通电时烙铁温度上升,当达到预定的温度时因强磁体传感器达到了居里点而磁性消失,从而使磁性触点断开,停止向电烙铁供电。当温度低于强磁体传感器居里点时,强磁体恢复磁性,并吸动磁芯开关中的永久磁铁,使控制开关的触点接通,继续向电烙铁供电。以此循环达到控制温度的目的。
智能型电烙铁采用先进的技术,例如HAKKO-941采用自动温度校准补偿功能,使电烙铁的功率随焊点热容量负载而变化,从而使烙铁头实现温度恒定。
使用智能型电烙铁焊接各种热容量大小不同的焊点时,能自动进行功率补偿,使烙铁头温度变化始终控制在±1℃的范围,烙铁头的温度变化与操作人员的经验无关,不会出现超温现象(过高或过低),焊接时温度无须校验。智能型电烙铁具有温度补偿功能,其功率可随焊点大小智能调节,因此焊接时,无论焊点大小(热容量不等),温度恒定,不会产生因高温而损坏PCB和元器件,也不会出现因温度过低而出现“冷焊”现象。
图1外热式电烙铁图2内热式电烙铁
a)温控型电烙铁
b)温控型电烙铁结构示意图c)温控型电烙铁原理图
图3
图4带刻度盘的智能型电烙铁图5液晶显示智能型电烙铁
在使用智能型电烙铁以前,我们对烙铁头大部分都是采用功率来进行表述的。
QJ3117-1999对烙铁头采用功率来进行表述:“除采用自动调节功率电烙铁外,印制电路板组装件的焊接一般采用30~50W电烙铁。微型器件及片式元件的焊接建议采用10~20W电烙铁;大型接线端子和接地线的焊接建议采用50~75W电烙铁”。
SMD/SMC手工焊接工艺要求规定:修理Chip应采用15~20W小功率电烙铁,烙铁头温度控制在265℃以下【13】。
选用温控型电烙铁作为手工焊接工具的标准有:
QJ2465-1993、HB7262.2-1995、QJ3011-1998、QJ3086-1999、SJ20882-2003和SJ20385A-2008等。
外热式和内热式电烙铁属于功率恒定而温度可变的电烙铁,温控型电烙铁是通过控制通电时间而实现恒温的。尽管QJ2465-1993规定了“烙铁头表面温度控制在260℃±10℃范围内”,QJ3011-1998规定了“焊接温度为260℃~300℃”,SJ20882-2003规定了“烙铁头的温度一般保持250℃±5℃范围内”,但外热式、内热式电烙铁和温控型电烙铁以及早期采用刻度盘的智能型电烙铁(例如HAKKO-936等)都无法实时准确显示焊接时的实时焊接温度,一般采用
用点温计在焊接前的烙铁头上采样测试,不能像波峰焊和再流焊一样实时显示和准确反映焊接时的实际焊接温度。
上述手工焊接用电烙铁的选择以及为确保手工焊接质量所必须的焊接温度的表述都有待于进一步完善。
一.手工焊接原理
手工焊接是“焊料在烙铁头焊接温度的作用下在加热焊料、助焊剂与被焊件,发生焊料的熔融,并在助焊剂的润湿作用下在被焊件表面发生清洁、加热、润湿、铺展、扩散和溶解,形成厚度为1.5μm~3.5μm的金属间化合物的过程”。
图6是一个Sn63Pb37锡铅合金焊点形成过程示意图,在助焊剂活化区,焊剂清洁被焊件表面,将被焊件表面的氧化物、污染物清除掉;在焊料熔化区域焊锡丝熔化后迅速浸润被焊件表面,再经过2~3s的快速扩散、溶解,形成厚度为1.5μm~3.5μm的金属间化合物,然后冷却【13】。理想的手工焊接温度-时间曲线如图7所示【13】。
MIL-STD/IPC规定:焊接温度不得高于焊锡熔点40℃,停留时间为2~5s。【6】
图6手工焊点形成过程示意图图7理想的手工焊接温度-时间曲线
“手工焊接是在空气中敞开进行的,印制板不预热,烙铁头的热容量小、散热快,因此烙铁头的实际温度比理论温度要高一些”,“Sn63Pb37锡铅合金的熔点为183℃,理想的焊接温度为223℃,烙铁头理论温度为330℃,烙铁头实际温度为360℃”,【13】烙铁头实际温度比理想的焊接温度整整高了近140℃。
这里所指的烙铁头实际温度是空载温度还是焊接温度?笔者以为不应是焊接温度,因为在相同条件下的焊接温度只有一个;应该指的是烙铁头的空载温度,而且必定是直热式电烙铁(外热式或者内热式电烙铁),只有这类低档次的电烙铁由于没有温度自动补偿和校准功能,才为使空载温度与焊接温度有这么大的温差,而智能型电烙铁空载温度与焊接温度的温差一般只有几十度,图10反应了这两类不同档次的空载温度与焊接温度的温差。这类低档次的电烙铁在高可靠电子产品的焊接中由于不能确保焊接质量应该属于落后的被淘汰的禁限
用工艺范畴。
二.手工焊接过程
在电子装联中对焊点的形成起直接作用的是焊接温度。这里所指的焊接温度的定义是指:“焊接时,烙铁头在加热焊料、助焊剂与被焊件,使之发生焊料的熔融,并在助焊剂的润湿作用下在被焊件表面发生润湿、铺展和扩散,形成厚度为1.5μm~3.5μm的金属间化合物等理化作用所需的加热温度”。
图8表示手工焊接是热能量从烙铁头向被焊物转移的过程。
其中“粉色”曲线是烙铁头加热体的温度,“蓝色”曲线是烙铁头的温度,“桔红色”曲线是焊盘的温度。这三条曲线反映了手工焊接一个焊点,从焊接开始到结束过程中加热体、烙铁头、焊盘的温度变化。图中“A”点是烙铁头接触焊盘,开始焊接的起点,“B”点是烙铁头离开焊盘,焊接的结束点。从“A”点到“B”点是一个焊点的焊接过程。
从图8可以看出:手工焊接过程中加热体的温度最高,加热体的热能量传给烙铁头、焊接前(空载时),烙铁头的温度是衡定的。当烙铁头开始接触焊盘(“A”点)时,烙铁头的热量传给了焊盘,此时烙铁头的温度开始下降,焊盘的温度开始上升,助焊剂逐渐活化,产生启动能,并清洗焊盘表面氧化层;随着时间的延长,加热体和烙铁头的温度逐渐降低,焊盘的温度逐渐升高,当温度升高到达焊锡合金的熔点时,焊锡开始熔化,熔融的焊锡在焊盘表面形成热桥,迅速流动、铺展、浸润整个焊盘,并迅速扩散结合层;到“B”点焊接结束时,焊盘温度达到最高点;当烙铁头从“B”点离开时,焊锡和焊盘迅速降温,冷却凝固,完成焊接。
图8手工焊接过程是热能量从烙铁头向被焊物转移过程示意图
从图8也可以看出:无论在“A ”点或是在“B ”点,加热体、烙铁头和焊盘三者之间的温度都是不相同的。
设图8“B ”点焊盘的温度为焊接温度,那么此时烙铁头的显示温度与焊盘上焊接的温度之间存在一定的温差。
焊台的显示温度因不同型号焊台在烙铁头上安置热电偶-传感器的位置不同,烙铁头的
结构不同,烙铁头的材料不同,而有着完全不同的显示温度;
图9智能型电烙铁焊接温度、空载温度及显示温度测试点
因此,烙铁头的显示温度与焊盘上的焊接温度之间的温差也就大不相同;表1是使用FLUKE741B (NO :6945701)标准温度测试仪实测的编号为9410102532的HAKKO-941-08电焊台的温差。
表1烙铁头型号设置温度
(℃)
实测烙铁头焊接温度(℃)设置温度(℃)实测烙铁头焊接温度(℃)T1-08D (A1406)
280240.1310263.4T1-12D (A1407)
280250.6310271.8T1-24D (1409)
280243.6310274.5T1-3BCF (A1413)
280271.4310299.1T1-K (A1423)280247.8310278.0对于HAKKO-941来说,当焊接温度和显示温度之间的温差小于50℃时,可以利用焊台的温度校准补偿功能把焊接温度校准至所设定的温度,使焊接温度和显示温度相等。当焊接温度和显示温度之间的温差大于50℃时,可以通过把焊接温度加上温差的方法来设置显示温度,以确保焊接温度的准确性。
对于那些靠材料的物理特性来保证温度的准确性的电烙铁,由于材料存在温度离散性,因此也应该对每一个烙铁头进行鉴定,确定每一个烙铁头的实际温度,然后根据需要,在最佳焊接温度之间进行选择。
通过对图8和图9的判读,我们可以看出每一个电烙铁实际上存在三种含义完全不同的温度参数,即:烙铁头的空载温度、烙铁头的焊接温度和烙铁头的显示温度;这三种温度参数广义上讲都在烙铁头上,但具体部位和含义大不相同。
第一个差别:烙铁头的空载温度和烙铁头的焊接温度测试点均在烙铁头的“尖”上,而烙铁头显示温度的测试点,即传感器的放置位置距烙铁头的空载温度和烙铁头的焊接温度测试点有一定的距离,因此出现了焊接温度与显示温度之间的温差。
第二个差别:图8中“A”点是烙铁头的空载温度,是烙铁头的热能完全没有转移时的温度,而烙铁头焊接温度则是“烙铁头在加热焊料、助焊剂与被焊件,使之发生焊料的熔融,并在助焊剂的润湿作用下在被焊件表面发生润湿、铺展和扩散,形成厚度为1.5μm~3.5μm
的金属间化合物等理化作用所需的加热温度”,它比烙铁头的空载温度低得多。而且不同材料的烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间的温差各不相同。
图10a)是HAKKO-941回热特性和烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差的实测数据,烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差大约在50℃左右;图10b)是其它电烙铁回热特性和烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差的实测数据,烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差大约在150℃左右。
a)b)
图10
烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差还受到不同尺寸、不同形状烙铁头的影响。
a)大型烙铁头b)中型烙铁头c)小型烙铁头
图11
图11显示了三种不同尺寸烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差。可以看出,即使同一类型的智能型电焊台,由于烙铁头的尺寸不同,其烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间温差也相差很大,烙铁头的尺寸越小,烙铁头的空载温度与烙铁头的焊接温度之间的温差越大。
对于把什么温度作为焊接PCBA的基准温度,是提“烙铁头焊接温度”还是提“烙铁头空载温度”?业内有些分歧,即使在美国也存在。例如美国宇航局NASA把烙铁头空载温度作为焊接PCBA的基准温度,而美国MIL军标则把焊接温度作为焊接PCBA的基准温度。
美国宇航局NASA把烙铁头空载温度作为焊接PCBA的基准温度需要具体的工艺保障措施。
美国军标MIL-STD/IPC Rule of Thumb规定正确的焊接温度为“当焊锡为Sn60/Pb40时,其熔点为183℃,加40℃后为223℃”,同样也需要有具体的工艺保障措施。
笔者以为,把烙铁头的焊接温度作为焊接PCBA的基准温度的做法更切合实际。
三.手工焊接标准的滞后和手工焊接工具落后给焊接质量带来的影响
QJ3117-1999标准中对烙铁头是采用功率来进行表述的.但在实际操作中电装人员很难控制,需要改为按烙铁头温度的技术指标进行表述,而按烙铁头温度的技术指标进行表述只有在符合上述防静电智能型电烙铁要求的条件下才能实现。在对焊接温度提要求时,采用ECSS标准的规定。ECSS-Q-70-08A中5.5.7条的要求为:“使烙铁头保持适当的焊接温度。对于一般电子元器件的焊接,烙铁头温度宜为280℃。但任何情况下不应超过330℃。对于散热快的特殊场合,允许烙铁头温度为360℃”,如引线或端子较粗、焊盘与印制电路板大面积铜箔相连等的情况。
ECSS-Q-70-08A的上述规定指的是“烙铁头焊接温度”,但该“烙铁头焊接温度”指的是烙铁头空载温度还是本文在对焊接温度定义时所指的“焊接时,烙铁头在加热焊料、助焊剂与被焊件,使之发生焊料的熔融,并在助焊剂的润湿作用下在被焊件表面发生润湿、铺展和扩散,形成厚度为1.5μm~3.5μm的金属间化合物等理化作用所需的加热温度”?
显然,无论是焊接一般电子元器件的280℃,还是焊接引线或端子较粗、焊盘与印制电路板大面积铜箔相连等的360℃,应该指的是烙铁头空载温度。
在我国PCBA手工焊接工艺规范中,手工焊接温度的设置比较粗犷,而且偏高,以QJ3011-1998为例,规定手工焊接温度的范围为260℃~300℃。QJ3011-1998是按照二十世纪
九十年代初期美国MIL 军标编写的,二十年来电子元器件,尤其是片式元器件向着高密度和小型化、微型化方向迅速发展,QJ3011-1998规定的手工焊接温度的范围为260℃~300℃,显然已经不能满足当前元器件手工焊接的需要,260℃焊接温度将对微小型片式元件,例如01005,0201和0402等片式微小型元件造成严重的热损伤。
表2标准号
标准名称焊接温度MIL-STD/IPC Rule of Thumb Sn60/Pb40,223℃;
Sn3.8Ag0.7,257℃;
Sn0.7Cu ,267℃;
HB7262.2-1995航空产品电装工艺
电子元器件的焊接
260℃左右SJ20882-2003
印制电路板组件装焊工艺要求250±5℃QJ2465-1993
片状电阻器、电容器手工表面装联技术要求260±10℃QJ3011-1998航天电子电气产品焊接通用要求
260℃~300℃二十年前我们的手工焊接工具基本上是外热式或内热式电烙铁,那时温控型电烙铁刚刚进入我国,以德国ERSA 、美国OK 和日本HAKKO 为代表的智能型电烙铁尚未进入我国PCBA 的焊接市场,QJ3011-1998规定的手工焊接温度的范围为260℃~300℃在实际操作上存在可操作性差和无法准确实时检测的问题;因为外热式或内热式电烙铁都属于功率恒定温度可变的焊接工具,它的焊接温度无法得到有效控制,而且不具备连续焊接所需的回温特性,操作工人往往通过改变烙铁功率、烙铁头的形状、烙铁头伸入加热器的深度以及延长焊接时间来满足各种元器件的焊接需要,因此焊接质量很差,虚焊、冷焊或过热焊接的现象时有发生,如图12~16所示。
图12过热焊接
图13插装元器件虚焊
图14插装元器件冷焊
图15表面贴装元器件冷焊
图16表面贴装元器件虚焊
二十年来手工焊接工具经历了外热式,内热式,温控型向智能型的转变,随着焊接工艺过程控制的规范化和先进手工焊接工具(智能型电烙铁)的应用,过去只有在极少数能工巧匠身上才有的“万点无虚焊”的佳话,现在已经不足为奇。
四.高可靠电子产品手工焊接电烙铁的要求及选择
为了满足电子产品焊接的高可靠性要求,防静电智能型电烙铁是唯一的选择。
1.防静电智能型电烙铁要求
1)温度调节范围(最低和最高温度)满足要求,温度调节范围:200℃~420℃;
2)温度稳定度好,温度稳定度(空载):±5℃;
3)能满足不同焊接要求,最大功率90W;
4)升温速度快,升温时间(20℃~350℃):25s;
5)在连续焊接时,烙铁头要求烙铁头具有快速温度自动补偿能力,保证烙铁头的温度在很小的范围内波动;温度补偿速度:快/慢;
6)温度跌落:20℃;
7)加热方式:智能;
8)加热原理:高频涡流;
9)自动休眠功能:有;
10)重复精度好;
11)具有校正能力;
12)温度显示:液晶显示;
13)接地电阻:小于2?;
14)接地电位差:小于2mV;
15)具有数码液晶显示功能。
2.防静电智能型电烙铁的选择
高可靠电子产品手工焊接所用电烙铁应是温度恒定功率可变,具有迅速回热特性和温度液晶显示功能的智能型电烙铁,例如德国ERSA、美国OK和日本HAKKO各类智能型电烙铁(不是温控型电烙铁);开始使用时应按要求采取接地处理,同时配备适合各种焊点的形状不同的烙铁头;新使用的烙铁头应按厂家要求进行预处理,使用过程中发现有损伤应马上替换并验证其适用性。
五.手工焊接温度确定基本原则
1.合适的焊接温度为高于焊料熔点40℃左右,焊接时间(烙铁头在焊点的停留时间)为2s~5s。手工焊接操作时,因被焊接件的热容、环境温度导致烙铁头的热量损失,焊接温度一般取高于熔点60℃~80℃,推荐烙铁头焊接温度为240℃~260℃,焊接时间选择为2s~3s;
2.在上述焊接温度和焊接时间内,具体产品焊接温度与时间应根据焊点和元器件的大小、散热快慢以及电烙铁的回温速度决定;在确保焊接质量的情况下,应尽可能降低焊接温度,缩短焊接时间,尤其对于微小型片式元器件更应注意。
3.确定焊接温度后,手工焊接烙铁设置温度应根据被焊接件(焊盘大小、板材、板层数、元
器件引脚或焊端大小以及材质等)热容量的大小、电烙铁功率、烙铁头的形状、电烙铁的回温速率等来进行确定。不应单纯靠增加烙铁头设置温度来达到焊接温度,应选择匹配的功率和烙铁头大小及形状。
六.手工焊接温度的验证
随着电子元器件的更加小型化和对电子产品质量要求的提高,焊接温度准确性已越来越重要。如表2所示,我们的各种手工焊接工艺规范通常都对焊接温度提出了明确要求,但在实际焊接中是否是工艺规范所规定的焊接温度,如何验证和确保焊接温度的正确性和准确性?
任何电焊台的温度准确度都存在一定的误差,目前有两种方法来解决,一是靠烙铁头的结构来保证,二是用校准功能来补偿。
对于用校准功能来补偿的电焊台,如图9所示,由于温度传感器不可能设置在烙铁头顶尖位置,在温度传感器的设置点和焊接点之间必定有一定的距离,也就存在测温点(显示温度)与烙铁头尖(焊接温度)之间的温差;为了掌握焊接温度的准确性,无论对于靠烙铁头的结构来保证或是用校准功能来补偿的焊接设备,必须进行准确的验证,以确定焊接温度是否满足焊接工艺的规定。
1.计量的方法示例
1)首先对标准温度计量仪器按国家一级计量要求进行鉴定;
2)用标准温度计量仪器对电焊台的温度显示仪进行鉴定;
3)用标准温度计量仪器对焊接温度测量仪进行鉴定;
4)把烙铁头尖搁置在焊接温度测量仪上,此时我们可以从焊接温度测量仪的显示屏上和电焊台的温度显示屏上分别读到两组温度数据;在电焊台的温度显示屏上读到的是显示温度,而在焊接温度测量仪的显示屏读到的是焊接温度,两者之间的偏差就是焊接温度和显示温度之间的温差;
图17智能型电焊台焊接温度测试图18HAKKO-192烙铁头温度计
5)对于HAKKO-941来说,当焊接温度和显示温度之间的温差小于50℃时,可以利用焊台
的温度校准补偿功能把焊接温度校准至所设定的温度,使焊接温度和显示温度相等。当焊接温度和显示温度之间的温差大于50℃时,可以通过把焊接温度加上温差的方法来设置显示温度。
6)对于那些靠材料的物理特性来保证温度的准确性的电烙铁,由于材料存在温度离散性,因此也应该用上述1)3)4)的方法对每一个烙铁头进行鉴定,确定每一个烙铁头尖的实际温度,然后根据需要,在220℃~260℃最佳焊接温度之间进行选择。
7)焊接温度测量仪除了可以测试烙铁头的焊接温度外,还应具有测试烙铁头的漏点电压及接地阻抗,符合美军标MIL-STD-2000的要求。
2.焊接温度的计量和鉴定案例(HAKKO-941鉴定摘要)
被鉴定焊接工具型号:HAKKO-941-08
HAKKO-941编号:9410102532
检定标准设备:FLUKE741B(NO:6945701)
测试日期:2004年5月
环境条件:室温-25℃~28℃;相对湿度-RH50~55%;
有效日期:6个月
焊接工具使用人:×××
测试结果:见表1
1)HAKKO-941焊台设置温度(即显示温度)与检定标准设备FLUKE741B(NO:6945701)所显示的温度相同。
2)《HAKKO-941鉴定小结》给出了70台HAKKO-941所持有的各种烙铁头型号的设置温度和实测烙铁头温度的数据。
3)表2表明,对于HAKKO-941-08同一个焊台,即使设置温度相同,当烙铁头型号不同时,所对应的烙铁头的温度(即焊接温度)各不相同;设置温度(即显示温度)一般高于焊接温度10℃~40℃不等。
4)每一个操作人员按照生产需要,更换烙铁头时,必须按照每个焊台的各个烙铁头的温度特性,显示温度与焊接温度之间的温差,及时调整焊台设置温度,以确保最佳焊接温度。5)HAKKO-941焊台每一年进行一次计量;当购置新的烙铁头时,必须与所配合的焊台一起进行计量。
七.PCBA焊接工艺通用要求
1.通孔插装元器件贴装手工焊接
1)正确选择烙铁头尺寸和形状,焊接前电烙铁去氧化层或在湿的高温海绵上擦拭烙铁头和给烙铁头上锡。
2)通常条件下按“五.手工焊接温度确定的基本原则”确定焊接温度,焊接次数≤3次;对印制地线及大散热元器件的焊接烙铁头焊接温度温度应控制在280℃±10℃,但任何情况下不应超过320℃;如未能1次焊接完成,应待焊点自行冷却至室温,再焊接第2次。
3)注意事项
(1)禁止烙铁用力过大,导致白斑或焊盘翘起、变形;
(2)禁止在无焊料热桥或焊料热桥不连续条件下焊接;
(3)禁止使用与元器件引线、焊盘不匹配的烙铁头进行焊接;
(4)禁止延长焊接时间或调高焊接温度进行焊接,以免损坏器件;
(5)禁止无助焊剂焊接或助焊剂使用过多,从而产生电子迁移;
(6)禁止将烙铁头上锡后再转移到连接处焊接,以避免造成引脚和焊盘的润湿不良(预涂助焊剂多引脚表面安装器件的焊接除外);
(7)禁止采用甩锡方式去掉烙铁头的余锡。
2.表面安装元器件手工焊接
1)片式表面安装元器件的焊接,推荐烙铁头温度控制在240℃±5℃范围内,焊接时间2s~3s,焊接次数≤3次,如未能1次焊接完成,应待焊点自行冷却至室温,再焊接第2次。
2)焊接时烙铁头不应重触(压)焊盘,不应直接加热片式元件的焊端和元器件引脚的跟部以上部位,不应反复长时间在一个焊点加热,对同一焊点,若第一次未焊妥,应停留片刻,待焊点自然冷却后再进行二次焊接,同一焊点不应超过2次。
3)烙铁头始终保持光滑、无钩、无刺。
4)除全部元器件均采取手工焊接的产品之外,再流焊和波峰焊的产品进行手工焊接应确认焊料及助焊剂类型保持一致或匹配,不应混淆。
5)焊接前PCB或片式元器件应符合清洁处理的要求。
6)焊接时,焊料应加在烙铁头、焊盘和元器件电极之间。
7)为避免片式元器件过热及PCB局部过热,应先对每个片式元器件的一个电极焊接,待全部片式元器件的一个电极焊接完毕,再焊接另一个电极。
3.温度敏感元器件手工焊接
温度敏感元器件手工焊接时,温度不应超过温度敏感元器件本身对焊接的要求值。温度敏感元器件一般对焊接时间有特定要求,焊接时必须严格按工艺文件和注明的时间要求操
作。对专用温度敏感元器件手工焊接时,必须采取热分流夹进行限热,避免烙铁触碰温度敏感元器件体。
4.微波电路板元器件焊接一般要求
1)电装前必须将带盒体的微带电路板放入恒温电烘箱,缓慢加热至75±5℃,预热30min,方可焊接,当盒体温度低于50℃时,应重新预热。
2)当焊接陶瓷基片时,应将陶瓷基片置于加热板上预热,加热板温度为75±5℃。
3)必须采用智能型防静电烙铁焊接,焊接温度控制在240±10℃,每次焊接时间不超过3秒,焊接次数不超过3次,力求一次焊成。
4)要求焊锡量适中,定量供锡。焊接前可用剪刀把焊锡丝剪成正常焊点所需要的颗粒焊锡。5)连焊金带时,必须考虑热膨胀系数,两焊点之间的金带必须有半径为0.16mm孤形。6)混合微带电路板梁式引线与陶瓷基板镀Au带线的焊接:
(1)将带盒的MIC板从恒温电烘箱中取出,把颗粒焊锡放置在引线焊接处,用棉纤棍醮取适量液体助焊剂滴在需要搭接的引线的微带上及其周围。
(2)把起子轻轻放在引线根部,帮助散热。
(3)焊接条件:温度≤250℃;时间≤3s;距离:焊点距离器件封装处≥1mm。
八.结语
本文从手工焊接是热能量从烙铁头向被焊物转移的原理分析着手,指出烙铁头显示温度与与烙铁头焊接温度之间存在着温差,烙铁头空载温度与烙铁头焊接温度之间存在着温差,提出只有把烙铁头的焊接温度而不是烙铁头的空载温度作为指导PCBA焊接和进行整机装联焊接的温度才符合焊接工艺的原理和实际情况,对于PCB的手工焊接温度的确定具有普遍意义,因为只有在这个温度下,烙铁头才会在加热焊料、助焊剂与被焊件,发生焊料的熔融,并在助焊剂的润湿作用下在被焊件表面发生润湿、铺展和扩散,形成厚度为1.5μm~3.5μm 的金属间化合物。
对于诸如航空航天等高可靠电子产品,在PCBA设计和组装焊接工艺质量控制中,建议优先选用片式元器件而尽可能不选用插装元器件,能应用细间距器件和微小型元件的不选用粗间距和大型元件;在焊接手段的选择上优先选择再流焊接工艺,手工焊接作为辅助手段;在手工焊接工具的选择上优先选择智能型电烙铁,Sn63Pb37焊料和松香型免清洗助焊剂等,唯有如此才能有效确保电子产品的焊接质量和可靠性。
引用文件及参考文献:
【1】仲里等.中国电子科技集团公司《电子装联焊接工艺质量控制要求(GF报告)》,2011.12.【2】陈正浩.北京中际赛威培训教材.板级电路模块高可靠手工焊接暨返修技术,2008.07.【3】顾霭云.表面组装技术(SMT)基础与可制造性设计(DFM).北京:电子工业出版社,2008.
【4】QJ3011-1998,航天电子电气产品焊接通用要求.
【5】QJ2465-1993,片状电阻器、电容器手工表面装联技术要求.
【6】MIL-STD/IPC,Rule of Thumb.
【7】SJ20882-2003,印制电路板组件装焊工艺要求.
【8】HB7262.2-1995,航空产品电装工艺电子元器件的焊接.
【9】孙晓川.成都拓利达电子贸易有限公司电子装联产品技术讲座会议资料.PCB板焊接技术,2002.
【10】张伟.航天标准化.《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》标准修订与实施,2010.第1期
【11】QJ3117-1999,航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求.
【12】SJ20385A-2008,军用电子设备电气装配技术要求.
【13】顾霭云.表面组装技术(SMT)通用工艺与无铅工艺实施.北京:电子工业出版社,2008.
电子产品手工焊接焊接温度的确立及验证 陈正浩 中国电子科技集团公司第十研究所 摘要:本文从手工焊接是热能量从烙铁头向被焊物转移的原理分析着手,指出烙铁头显示温度与与烙铁头焊接温度之间存在着温差,烙铁头空载温度与烙铁头焊接温度之间存在着温差,提出只有把烙铁头的焊接温度而不是烙铁头的空载温度作为焊接PCBA的基准温度才更加符合焊接工艺的原理和实际情况,对于PCB的手工焊接温度的确定具有普遍意义。 关键词:手工装焊焊接温度空载温度显示温度回温特性验证 引言 电子产品手工焊接用的电烙铁经历了四代变化,从九十年代以前的直热式电烙铁(外热式或内热式)、感应式电烙铁(焊枪)到九十年代的恒温电烙铁(温控型电烙铁)直到十多年以前以德国ERSA、美国OK和日本HAKKO为代表的智能型电烙铁的出现。 智能型电烙铁不同于温控型电烙铁,两者不属于一个档次。 温控型电烙铁通过控制通电时间而实现恒温的。通电时烙铁温度上升,当达到预定的温度时因强磁体传感器达到了居里点而磁性消失,从而使磁性触点断开,停止向电烙铁供电。当温度低于强磁体传感器居里点时,强磁体恢复磁性,并吸动磁芯开关中的永久磁铁,使控制开关的触点接通,继续向电烙铁供电。以此循环达到控制温度的目的。 智能型电烙铁采用先进的技术,例如HAKKO-941采用自动温度校准补偿功能,使电烙铁的功率随焊点热容量负载而变化,从而使烙铁头实现温度恒定。 使用智能型电烙铁焊接各种热容量大小不同的焊点时,能自动进行功率补偿,使烙铁头温度变化始终控制在±1℃的范围,烙铁头的温度变化与操作人员的经验无关,不会出现超温现象(过高或过低),焊接时温度无须校验。智能型电烙铁具有温度补偿功能,其功率可随焊点大小智能调节,因此焊接时,无论焊点大小(热容量不等),温度恒定,不会产生因高温而损坏PCB和元器件,也不会出现因温度过低而出现“冷焊”现象。 图1外热式电烙铁图2内热式电烙铁
手工焊接技术要求规范 1、目的 规范在制品加工中手工焊接操作,保证产品质量。 2、适用范围 生产车间需进行手工焊接的工序及补焊等操作。 3、手工焊接使用的工具及要求 焊锡丝的选择: 直径为或的焊锡丝,用于电子或电类焊接; 直径为或的焊锡丝,用于超小型电子元件焊接。 烙铁的选用及要求: 电烙铁的功率选用原则: 1)焊接集成电路、晶体管及其它受热易损件的元器件时,考虑选用20W内 热式电烙铁。 2)焊接较粗导线及同轴电缆时,考虑选用50W内热式电烙铁。 3)焊接较大元器件时,如金属底盘接地焊片,应选 100W 以上的电烙铁。电烙铁铁温度及焊接时间控制要求: 1)有铅恒温烙铁温度一般控制在280~360℃之间,缺省设置为330±10℃, 焊接时间需小于3秒。焊接时烙铁头同时接触在焊盘和元件引脚上,加 热后送锡丝焊接。部分元件的特殊焊接要求: SMD器件:焊接时烙铁头温度为:320±10℃;焊接时间:每个焊点1~3秒。
拆除元件时烙铁头温度:310~350℃(注:根据CHIP件尺寸不 同请使用不同的烙铁嘴。) DIP器件:焊接时烙铁头温度为:330±5℃;焊接时间:2~3秒 注:当焊接大功率(TO-220、TO-247、TO-264等封装)或焊点与大铜箔 相连,上述温度无法焊接时,烙铁温度可升高至360℃,当焊接敏感怕 热零件(LED、CCD、传感器等)温度控制在260~300℃。 2)无铅制程 无铅恒温烙铁温度一般控制在340~380℃之间,缺省设置为360±10℃,焊接时间小于3秒,要求烙铁的回温每秒钟就可将所失的温度拉回至设定温度。 电烙铁使用注意事项: 1)电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩 短其寿命,同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被严重氧化后 很难再上锡。 2)手工焊接使用的电烙铁需带防静电接地线,焊接时接地线必须可靠接地, 防静电恒温电烙铁插头的接地端必须可靠接交流电源保护地。电烙铁绝 缘电阻应大于10MΩ,电源线绝缘层不得有破损。 3)将万用表打在电阻档,表笔分别接触烙铁头部和电源插头接地端,接地电 阻值稳定显示值应小于3Ω;否则接地不良。 4)烙铁头不得有氧化、烧蚀、变形等缺陷。烙铁不使用时上锡保护,长时间 不用必须关闭电源防止空烧,下班后必须拔掉电源。 5)烙铁放入烙铁支架后应能保持稳定、无下垂趋势,护圈能罩住烙铁的全部 发热部位。支架上的清洁海绵加适量清水,使海绵湿润不滴水为宜。 手工焊接所需的其它工具: 1)镊子:端口闭合良好,镊子尖无扭曲、折断。 2)防静电手腕:检测合格,手腕带松紧适中,金属片与手腕部皮肤贴合良好, 接地线连接可靠。 3)防静电指套,防静电周转盒、箱,吸锡枪、斜头钳等。
电子元器件焊接工艺规范 一、目的 规范电子元器件手工焊接操作,保证产品质量,提高生产效率,制定此工艺规范,要求生产二部全体员工严格遵守。 二、手工焊接工具要求 1、焊锡丝的选择要求 1)直径为1.0mm的焊锡丝,用于铜插孔焊接,焊片和PCB板的注 锡,一些较大元器件的焊接。 2)直径为0.8mm的焊锡丝,用于普通类电子元器件焊接。 3) 直径为0.6mm的焊锡丝,用于贴片及较小型电子元器件焊接。2、电烙铁的功率选用要求 1)焊接常规电子元器件及其它受热易损件的元件时,考虑选用35W 内热式电烙铁。 2)焊接导线、铜插孔、焊片以及给PCB板镀锡时,要选用60W的 内热式电烙铁。 3)拆卸一些电子元器件及热缩管热缩时,考虑选用热风枪。 3、电烙铁使用注意事项 1)新的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡(给烙铁通电,然后 在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头),使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮,然后通电加热升温,并将烙铁头蘸上一点松香,待松香冒烟时在上锡,使在烙铁头表面先镀上一层锡。 2)电烙铁通电后,不用时应放在烙铁架上,但较长时间不用时应切 断电源,防止高温“烧死”烙铁头(被氧化)。要防止电烙铁烫坏其他元器件,尤其是电源线,若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便
容易引发安全事故。 3)不要把电烙铁猛力敲打,以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产 生故障。 4)电烙铁使用一段时间后,可能在烙铁头部留有锡垢,在烙铁加热 的条件下,我们可以用湿布轻檫。如有出现凹坑或氧化块,应用细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头 三、电子元器件的安装 1、元器件引脚折弯及整形的基本要求 手工弯引脚可以借助镊子或小螺丝刀对引脚整形。所有元器件引脚均不得从根部弯曲,一般应留1.5mm以上;电阻,二极管及其类似元件要将引脚弯成与元件成垂直状再进行装插。 2、元器件插装要求 1)电子元器件插装要求做到整齐、美观、稳固,元器件应插装到位, 无明显倾斜、变形现象。同时应方便焊接和有利于元器件焊接时的散热。 2)电阻,二极管及其类似元件与线路板平行,要尽量将有字符的元 器件面置于容易观察的位置。 3)电容、三极管、电感、可控硅及类似元件要求引脚垂直安装,元 件与线路板垂直。 4)集成电路、集成电路插座装插件时注意引脚顺序不能插反且安装 应到位,元件与线路板平行。 5)有极性的元件在装插时要注意极性,不能将极性装反。 6)相同元件安装时要求高度统一,手工插焊遵循先低后高,先小后
手工锡焊的基本操作及技术要点 一.锡焊基本条件 1.焊件可焊性 不是所有的材料都可以用锡焊实现连接的,只有一部分金属有较好可焊性(严格的说应该是可以锡焊的性质),才能用锡焊连接。一般铜及其合金,金,银,锌,镍等具有较好可焊性,而铝,不锈钢,铸铁等可焊性很差,一般需采用特殊焊剂及方法才能锡焊。 2.焊料合格 铅锡焊料成分不合规格或杂质超标都会影响焊锡质量,特别是某些杂质含量,例如锌,铝,镉等,即使是0.001%的含量也会明显影响焊料润湿性和流动性,降低焊接质量。再高明的厨师也无法用劣质的原料加工出美味佳肴,这个道理是显而易见的。 3.焊剂合适 焊接不同的材料要选用不同的焊剂,即使是同种材料,当采用焊接工艺不同时也往往要用不同的焊剂,例如手工烙铁焊接和浸焊,焊后清洗与不清洗就需采用不同的焊剂。对手工锡焊而言,采用松香和活性松香能满足大部分电子产品装配要求。还要指出的是焊剂的量也是必须注意的,过多,过少都不利于锡焊。 4.焊点设计合理 合理的焊点几何形状,对保证锡焊的质量至关重要,如图一(a)所示的接点由于铅锡料强度有限,很难保证焊点足够的强度,而图一(b)的接头设计则有很大改善。图二表示印制板上通孔安装元件引线与孔尺寸不同时对焊接质量的影响。
二.手工锡焊要点 1.掌握好加热时间 锡焊时可以采用不同的加热速度,例如烙铁头形状不良,用小烙铁焊大焊件时我们不得不延长时间以满足锡料温度的要求。在大多数情况下延长加热时间对电子产品装配都是有害的,这是因为 (1)焊点的结合层由于长时间加热而超过合适的厚度引起焊点性能劣化。 (2)印制板,塑料等材料受热过多会变形变质。 (3)元器件受热后性能变化甚至失效。 (4)焊点表面由于焊剂挥发,失去保护而氧化。 结论:在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。 2.保持合适的温度 如果为了缩短加热时间而采用高温烙铁焊校焊点,则会带来另一方面的问题:焊锡丝中的焊剂没有足够的时间在被焊面上漫流而过早挥发失效;焊料熔化速度过快影响焊剂作用的发挥;由于温度过高虽加热时间短也造成过热现象。 结论:保持烙铁头在合理的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。 理想的状态是较低的温度下缩短加热时间,尽管这是矛盾的,但在实际操作中我们可以通过操作手法获得令人满意的解决方法。 3.用烙铁头对焊点施力是有害的 烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积,用烙铁对焊点加力对加热是徒劳的。很多情况下会造成被焊件的损伤,例如电位器,开关,接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上,加力的结果容易造成原件失效。 三.锡焊操作要领
单元3 焊接工艺 焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊接质量的好坏,直接影响电子电路及电子装置的工作性能。优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定性、可靠性,不良的焊接方法会导致元器件损坏,给测试带来很大困难,有时还会留下隐患,影响的电子设备可靠性。随着电子产品复杂程度的提高,使用的元器件越来越多,有些电子产品(尤其是有些大型电子设备)要使用几百上千个元器件,焊点数量则成千上万。而一个不良焊点都会影响整个产品的可靠性。焊接质量是电子产品质量的关键。因此,掌握熟练焊接操作技能对于生产一线的技术人员是十分重要的。 本单元主要介绍锡铅焊接的基础知识、焊料和焊剂的选用、手工焊接技术和自动焊接技术等内容。并安排了焊接训练。 3-1焊接的基础知识 3-1-1锡焊分类及特点 焊接一般分三大类:熔焊、接触焊和钎焊。 1.熔焊 熔焊是指在焊接过程中,将焊件接头加热至熔化状态,在不外加压力的情况下完成焊接的方法。如电弧焊、气焊等。 2.接触焊 在焊接过程中,必须对焊件施加压力(加热或不加热)完成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。 3.钎焊 钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料,将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度,利用液态焊料润湿被焊物,并与被焊物相互扩散,实现连接。 钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。使用焊料的熔点高于4500C的焊接称硬钎焊;使用焊料的熔点低于4500C的焊接称软钎焊。电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的一种,主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料,因此俗称“锡焊”。 3-1-2焊接的机理 电子线路的焊接看似简单,似乎只不过是熔融的焊料与被焊金属(母材)的结合过程,但究其微观机理则是非常复杂的,它涉及物理、化学、材料学、电学等相关知识。熟悉有关焊接的基础理论,才能对焊接中出现的各种问题心中有数,应付自如,从而提高焊点的焊接质量。 所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度,依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金结合的一种过程。从微观的角度分析,焊接包括两个过程:一个是润湿过程,另一个是扩散过程。 1.润湿(横向流动) 又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。金属表面看起来是比较光滑的,但在显微镜下面看,有无数的凸凹不平、晶界和伤痕,的焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的,因此焊接时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜,焊锡紧跟其后,所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。润湿的好坏用润湿角
手工焊接工艺规范 1、目的 规范在制品加工中手工焊接操作,保证产品质量。 2、适用范围 生产车间需进行手工焊接的工序及补焊等操作。 3、手工焊接使用的工具及要求 3.1焊锡丝的选择: 直径为0.8mm或1.0mm的焊锡丝,用于电子或电类焊接; 直径为0.6mm或0.7mm的焊锡丝,用于超小型电子元件焊接。 3.2烙铁的选用及要求: 3.2.1电烙铁的功率选用原则: 1)焊接集成电路、晶体管及其它受热易损件的元器件时,考虑选用20W内热式电烙铁。 2)焊接较粗导线及同轴电缆时,考虑选用50W内热式电烙铁。 3)焊接较大元器件时,如金属底盘接地焊片,应选100W 以上的电烙铁。 3.2.2电烙铁铁温度及焊接时间控制要求: 1)有铅恒温烙铁温度一般控制在280~360℃之间,缺省设置为330±10℃,焊接时间小于3秒。 焊接时烙铁头同时接触在焊盘和元件引脚上,加热后送锡丝焊接。部分元件的特殊焊接要 求: SMD器件:焊接时烙铁头温度为:320±10℃;焊接时间:每个焊点1~3秒。 拆除元件时烙铁头温度:310~350℃(注:根据CHIP件尺寸不同请使用不同的 烙铁嘴。) DIP器件:焊接时烙铁头温度为:330±5℃;焊接时间:2~3秒 注:当焊接大功率(TO-220、TO-247、TO-264等封装)或焊点与大铜箔相连, 上述温度无法焊接时,烙铁温度可升高至360℃,当焊接敏感怕热零件(LED、 CCD、传感器等)温度控制在260~300℃。 2)无铅制程 无铅恒温烙铁温度一般控制在340~380℃之间,缺省设置为360±10℃,焊接时间小于3秒,要求烙铁的回温每秒钟就可将所失的温度拉回至设定温度。 3.2.3电烙铁使用注意事项: 1)电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩短其寿命,同时 也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“ 烧死” 不再“ 吃锡” 。 2)手工焊接使用的电烙铁需带防静电接地线,焊接时接地线必须可靠接地,防静电恒温电烙 铁插头的接地端必须可靠接交流电源保护地。电烙铁绝缘电阻应大于10MΩ,电源线绝缘 层不得有破损。 3)将万用表打在电阻档,表笔分别接触烙铁头部和电源插头接地端,接地电阻值稳定显示值 应小于3Ω;否则接地不良。 4)烙铁头不得有氧化、烧蚀、变形等缺陷。烙铁不使用时上锡保护,长时间不用必须关闭电 源防止空烧,下班后必须拔掉电源。
烙铁焊接温度设定与工艺 有铅锡丝/焊锡线: 焊锡丝合金熔点℃特征扩展率% 用途 Sn63/Pb37 183 卓越性能90 电脑、精密仪器、仪表等较高要求焊接Sn60/Pb40 183-190 Sn55/Pb45 183-203 性价比高家用电器、电子屏、电气设备等 Sn50/Pb50 183-216 Sn45/Pb55 183-227 一般焊接玩具、灯泡、工艺器等一般焊接 Sn40/Pb60 183-238 Sn35/Pb65 183-247 无铅锡线/无铅锡丝: 无铅焊锡丝合金熔点℃拉伸强度延伸率% 扩展率% 无铅焊锡丝用途 Sn99.3Cu0.7 227 30 45 70 成本较低,最常用的一款 无铅焊料,用于一般焊接 Sn96.5Ag3.5 222 38 54 75 含银材料,成本较高 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 217 40 58 78 成本较高,焊点较亮,性 能优良,用于高要求焊接Sn99.0Ag0.5Cu0.5 Sn99.0Ag0.3Cu0.7 理论上焊接温度高于钎料熔点30℃左右即可,但手工焊接中操作时间短,为了得到相当的热输入量而提高温度,一般高于熔点150℃。有铅焊接温度一般为315℃,无铅钎料丝的熔化温度较高,适当地提高烙铁头的温度是必要的,但不要一味提升温度,一般最低为345℃,但具体要根据产品特点来定:用于对热敏感元件设定为315℃,电子装配中最长使用370℃,用于多层板或较大连接点,设定为425℃。如焊料选用Sn99.3Cu0.7,温度设定值:中小焊点,320-350℃,大焊点,360-380℃;(一般情况下,无铅专用烙铁温度控制在350℃左右,普通烙铁温度控制在370-380℃)焊接温度最高不得超过380℃,此时氧化严重,烙铁头损耗增加了3-5倍; 实际生产中还要注意不要把无铅锡丝熔点的上升幅度全部转移到烙铁头上,问题的关键不在于温度的高低,而在于要能够以最快的速度传给焊点所需的热量,因此是否拥有加热焊件所需的足够热量,烙铁头的形状是否与焊接物相符等成为解决问题的重点。钎料线径规格的不同,焊接温度的平衡性也会有所差异,一般情况下钎料线径越粗,烙铁的热量越易被夺取,应尽量选用细丝。对于焊接区的润湿不良,可以通过添加焊剂或变动烙铁头来进行改善和修正,也可选择更强活性焊剂的焊丝,但是焊后注意清洗。建议采用恒温电烙铁,这样既保证足够的焊接温度,又不会因电烙铁温度过高损伤元件。恒温电烙铁要具有很好的回温性能,这一点对于IC元件引脚的拖焊非常重要。这是因为如果回温性能不好,拖焊后面的焊点时,烙铁头温度严重下降易产生拉尖现象。 一般手工焊工序:准确合适烙铁头→烙铁头接触被焊件→送上钎料丝→钎料丝脱离焊点→烙铁头脱离焊点。线路板上高可靠性焊接所需时间一般不会超过3s,无铅手工焊焊前需先对焊丝进行3-4s的预热处理,然后把烙铁头及熔融焊丝一起接触被焊件,时间在1.5s 较为适宜,最多不超过2s,否则高温易损伤被焊件及导线绝缘层,且产生过热现象导致通
基本手工焊接工具与方法 目前电子元器件的焊接主要采用焊锡技术。焊锡技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化 ,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。 一、手工焊接工具 1.电烙铁 手工焊接的主要工具是电烙铁。电烙铁的种类很多,有直热式、感应式、储能式及调温式多种,电功率有 15W、20W、35W、……、300W多种,主要根据焊件大小来决定。一般元器件的焊接以20W内热式电烙铁为宜 ;焊接集成电路及易损元器件时可以采用储能式电烙铁;焊接大焊件时可用150W~300W大功率外热式电烙铁。 大功率电烙铁的烙铁头温度一般在300~400℃之间。还有一种吸锡电烙铁,是在直热式电烙铁上增加了吸锡机构 构成。在电路中对元器件拆焊时要用到这种电烙铁。 2.烙铁头
烙铁头一般采用柴铜材料制造。为保护在焊接的高温条件下不被氧化生锈,常将烙铁头经电镀处理,有的烙 铁头还采用不易氧化的合金材料制成。新的烙铁头在正式焊接前应先进行镀锡处理。方法是将烙铁头用细纱纸打 磨干净,然后浸入松香水,沾上焊锡在硬物(例如木板)上反复研磨,使烙铁头各个面全部镀锡。若使用时间很 长,烙铁头已经氧化时,要用小锉刀轻锉去表面氧化层,在露出柴铜的光亮后可同新烙铁头镀锡的方法一样进行 处理。当仅使用一把电烙铁头的温度。烙铁头从烙铁芯拉出的越长,烙铁头的温度相对越低,反之温度越高。也 可以利用更换烙铁头的大小及形状达到调节温度的目的:烙铁头越细,温度越高;烙铁头越粗,相对湿度越低。 根据所焊元件种类可以选择适当形状的烙铁头。烙铁头的顶端形状有圆锥形,斜面椭圆形及凿形或圆柱形的。 3.焊锡 焊锡是焊接的主要用料。焊接电子元器件的焊锡实际上是一种锡铅合金,不同的锡铅比例焊锡的熔点温度不 同,一般为180~230℃。手工焊接中最合适使用的是管状焊锡丝,焊锡丝中间夹有优质松香与活化剂,使用起来
电子元器件安装与焊接 工艺规范
电子元器件安装与焊接工艺规范 1范围 本规范规定了设备电气盒制作过程中手工焊接技术要求、工艺方法和质量检验要求。2引用标准 下列文件中的有关条款通过引用而成为本规范的条款。凡注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本规范,但提倡使用本规范的各方探讨试用其最新版本的可能性。凡未注日期或版次引用文件,其最新版本适用于本规范。 HB 航空产品电装工艺电子元器的安装 HB 航空产品电装工艺电子元器的焊接 QJ 3117-1999 航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求 IPC-A-610E-2010 电子组件的可接收性 3技术要求与质量保证 3.1一般要求 3.1.1参加产品安装和检验的人员必须是经过培训合格的人员。 3.1.2环境温度要求:20℃-30℃。 3.1.3相对湿度要求:30%-75%。 3.1.4照明光照度要求:工作台面不低于500lx。 3.1.5工作场地应无灰尘,及时清除杂物(如污、油脂、导线头、绝缘体碎屑等)工作区域 不得洒水。 3.2安装前准备 3.2.1把安装所用的器材备齐,并放在适当位置,以便使用; 3.2.2所有工具可正常使用,无油脂,按下列要求检查工具: 切割工具刃口锋利,能切出整齐的切口; 绝缘层和屏蔽剥离工具功能良好。 3.2.3按配套明细表检查和清点元器件、印制板、紧固件、零件等的型号规格及数量。 3.2.4凡油封的零件或部件,在安装前均应进行清洗除油,并防止已除过的零件再次糟受污 染。 4元器件在印制板上安装 4.1元器件准备 4.1.1安装前操作人员应按产品工艺文件检查待装的各种元器件、零件及印制板的外观质 量。 4.1.2元器件引线按下列要求进行了清洁处理: a、用织物清线器轻轻地擦拭引线,除去引线上的氧化层。有镀层的引线不用织物清 线器处理; b、清洁后的引线不能用裸手触摸; c、用照明(CDD)放大镜检验元器件引线清洁质量。 4.2元器件成型注意事项 a、成型工具必须表面光滑,夹口平整圆滑,以免损伤元器件; b、成型时,不应使元器件本体产生破裂,密封损坏或开裂,也不应使引线与元器件 内部连接断开; c、当弯曲或切割引线时,应固定住元器件引线根部,防止产生轴向应力,损坏引线 根部或元器件内部连接; d、应尽量对称成型,在同一点上只能弯曲一次; e、元器件成型方向应使元器件装在印制板上后标记明显可见; f、不允许用接长元器件引线的办法进行成型; g、不得弯曲继电器、插头座等元器件的引线。 4.3元器件成型要求
电子元器件焊接工艺要求-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
电子元器件焊接工艺规范 一、目的 规范电子元器件手工焊接操作,保证产品质量,提高生产效率,制定此工艺规范,要求生产二部全体员工严格遵守。 二、手工焊接工具要求 1、焊锡丝的选择要求 1)直径为1.0mm的焊锡丝,用于铜插孔焊接,焊片和PCB板的注 锡,一些较大元器件的焊接。 2)直径为0.8mm的焊锡丝,用于普通类电子元器件焊接。 3) 直径为0.6mm的焊锡丝,用于贴片及较小型电子元器件焊接。 2、电烙铁的功率选用要求 1)焊接常规电子元器件及其它受热易损件的元件时,考虑选用 35W内热式电烙铁。 2)焊接导线、铜插孔、焊片以及给PCB板镀锡时,要选用60W的 内热式电烙铁。 3)拆卸一些电子元器件及热缩管热缩时,考虑选用热风枪。 3、电烙铁使用注意事项 1)新的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡(给烙铁通电,然后 在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头),使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮,然后通电加热升温,并将烙铁头蘸上一点松香,待松香冒烟时在上锡,使在烙铁头表面先镀上一层锡。 2)电烙铁通电后,不用时应放在烙铁架上,但较长时间不用时应 切断电源,防止高温“烧死”烙铁头(被氧化)。要防止电烙铁
烫坏其他元器件,尤其是电源线,若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。 3)不要把电烙铁猛力敲打,以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产 生故障。 4)电烙铁使用一段时间后,可能在烙铁头部留有锡垢,在烙铁加 热的条件下,我们可以用湿布轻檫。如有出现凹坑或氧化块,应用细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头 三、电子元器件的安装 1、元器件引脚折弯及整形的基本要求 手工弯引脚可以借助镊子或小螺丝刀对引脚整形。所有元器件引脚均不得从根部弯曲,一般应留1.5mm以上;电阻,二极管及其类似元件要将引脚弯成与元件成垂直状再进行装插。 2、元器件插装要求 1)电子元器件插装要求做到整齐、美观、稳固,元器件应插装到 位,无明显倾斜、变形现象。同时应方便焊接和有利于元器件焊接时的散热。 2)电阻,二极管及其类似元件与线路板平行,要尽量将有字符的元 器件面置于容易观察的位置。 3)电容、三极管、电感、可控硅及类似元件要求引脚垂直安装,元 件与线路板垂直。 4)集成电路、集成电路插座装插件时注意引脚顺序不能插反且安装 应到位,元件与线路板平行。 5)有极性的元件在装插时要注意极性,不能将极性装反。
手工焊接工艺规范
1.0 目的 规范制成板加工中的手工焊接操作,保证产品品质。 2.0 范围 该通用工艺规范适用于全公司。 3.0 定义 无 4.0 角色与职责 4.1 生产部 4.1.1 作业员遵照本规范进行操作和维护; 4.1.2 生产组长根据本规范进行监督和检查。 4.2 质量部 4.2.1 IPQC 根据本规范进行监督和检查。 4.3 工艺部 4.3.1 PE工程师对此规范进行及时更新。 5.0 流程图 无 6.0 规范说明 6.1 手工焊接使用的工具及要求 6.1.1 电烙铁 6.1.1.1 手工焊接使用的电烙铁需带防静电接地线,焊接时接地线必须可靠接地,防静电恒 温电烙铁插头的接地端必须可靠接交流电源保护地线。无铅焊接推荐使用高频涡流 加热原理烙铁。 6.1.1.2 电烙铁绝缘电阻应大于10MΩ,电源线绝缘层不得有破损。 6.1.1.3 将万用表选择在电阻档,表笔分别接触烙铁头部和电源插头接地端,接地电阻值稳 定显示值应小于3Ω;否则接地不良。 6.1.1.4 烙铁头不得有氧化、烧蚀、变形等缺陷。 6.1.2 烙铁支架 6.1.2.1 烙铁放入烙铁支架后应能保持稳定、无下垂趋势,护圈能罩住烙铁的全部发热部位。 6.1.2.2 支架上的清洁海绵必须加适量清水,使海绵湿润,以将海绵放在掌心,半握拳头不 滴水为宜,这样才可以使烙铁头得到最好的清洁效果。如果使用非湿润的清洁海绵, 会使烙铁头受损而导致不上锡。推荐使用纯净水润湿海绵。 6.1.3 镊子 端口闭合良好,镊子尖无扭曲、折断。 6.1.4 防静电手腕 检测合格,手腕带松紧适中,金属片与手腕部皮肤贴合良好,接地线连接可靠。 6.2 手工焊接准备工作 6.2.1 如果焊接制成板、MOS器件等ESD器件,应确认电烙铁接地、操作者戴防静电手腕并良好 接地。
手工焊接工艺 1、目的 规范在制品加工中手工插件、手工贴片、手工焊、浸焊的操作,保证产品质量。 2、适用范围 生产车间所有产品印制板手工插件、手工贴片、手工焊、浸焊等各工序施工区。 3、手工焊接使用的工具及要求 3.1电烙铁 3.1.1手工焊接使用的电烙铁需带防静电接地线,焊接时接地线必须可靠接 地,防静电恒温电烙铁插头的接地端必须可靠接交流电源保护地。 3.1.2电烙铁绝缘电阻应大于10MΩ,电源线绝缘层不得有破损。 3.1.3将万用表打在电阻档,表笔分别接触烙铁头部和电源插头接地端,接地 电阻值稳定显示值应小于3Ω;否则接地不良。 3.1.4烙铁头不得有氧化、烧蚀、变形等缺陷。 3.2烙铁支架 3.2.1烙铁放入烙铁支架后应能保持稳定、无下垂趋势,护圈能罩住烙铁的全 部发热部位。 3.2.2支架上的清洁海绵加适量清水,使海绵湿润不滴水为宜。 3.3镊子:端口闭合良好,镊子尖无扭曲、折断。 3.4防静电手腕:检测合格,手腕带松紧适中,金属片与手腕部皮肤贴合良 好,接地线连接可靠。 3.5烙铁不使用时上锡保护,工作时段长时间不用必须关闭电源防止空烧, 下班后必须拔掉电源。 4、手工焊接准备工作 4.1保证焊接人员戴防静电手腕,确认怛温烙铁接地。 4.2检查烙铁发热是否正常,烙铁头是否氧化或有脏物,如有可在湿海绵上 擦去脏物,烙铁头在焊接前应挂上一层光亮的焊锡。 4.3检查烙铁头温度是否符合所要焊接的元件要求,每次开启烙铁和调整烙
铁温度都必须进行温度测试。 4.4检查烙铁漏电压,用万用表交流档测试烙铁头和地线之间的电压,要求 小于5V,否则不能使用。 5、操作步骤 5.1检查待装元器件的外观,浸锡及成形是否符合要求,不符合要求不得装配。 5.2检查印制板是否有缺孔、缺印制线,可与设计图对照,不符合要求不得装 焊,并及时提出。 5.3检查完后,根据设计要求或实际情况,将不能浸焊的孔用阻焊胶带贴在焊 接面贴孔。 5.4单面印制板的插装 5.4.1电阻、电感、二极管等应紧贴印制板安装(允许元件与印制板面有不大于 1.5mm的间隙),如下图: 5.4.2其它成形的元器件,按成形后的形状安装,如下图: 5.4.3不用成型的元器件,可以直接插装。插装高度一般情况按下述要求处理:5.4.3.1圆片瓷介电容器,聚丙烯无感电容器等元器件的插装,如下图: h h注:h=3~5mm 5.4.3.2晶体三极管、陶瓷滤波器等元件的插装,如下图:
手工焊接要求及验收标准 1.前言 本要求针按照以下标准要求,并针对手工焊接而制定的。 2.参照标准 标准参照国标GB/T19247.1-2003 印制板组装第一部分、国军标GJB3243-1998 电子 元器件表面安装要求、IPC610F、航天标准QJ165b-2014 航天电子电器安装通用要求、防静 电标准S20.20 及GJB3007-2009 等执行。 3.焊接工具 所用工具焊台型号:xxxx,热风枪型号:xxxx。 4.焊接材料 SAC305 焊丝;直径0.5mm、0.8mm。 5.焊接的基本要求 5.1工作环境的要求 (1)室内环境要求 ● 手工焊接的工作主要在焊接工作室内完成,对焊接工作室区域要求严格执行5S 标准, 包括?整理?整顿?清扫?清洁?修养。 ● 工作台面的要求 工作台及其周围应该始终保持干净与整洁,照明良好,任何灰尘、油纸、焊锡泼溅物、绝缘物碎屑及其他碎片应随时清理干净。经常使用抹布或刷子做整理、清扫、清洁,以免弄脏或弄伤你的手,以上所有物品都可能污染你所操作的组件。 (2)排烟系统的要求 ● 焊接时产生的烟雾是另一个安全隐患,排烟系统将焊料融化时产生的焊剂烟雾废气 除去。 (3)电源电压要求 电源电压和功率的要求符合设备要求,电压要稳定,要求单相AC220V(220±10%, 50/60HZ),三相AC380V(220±10%,50/60HZ),如果达不到要求,需配置稳压电源,电源的功率要大于功耗的一倍以上。电源:小于0.5 伏的电压和尖峰是可接受的 ● 烙铁、吸锡器、测试仪器和其它设备不能产生大于0.3 伏的尖峰电压 5.2设备要求 ● 操作前,工具和设备须经过测试,避免对电气元件损伤。 5.3手工操作者要求 任何一个不良焊点导致整个电子系统的失效。要保证每一个焊点完整性,必须严格按照IPC-610E 第三章第3 节操作要求执行。 5.4静电要求 5.4.1静电环境要求 (1)工作场地张贴ESD 标志,元器件包装上张贴标签;
PCB板焊接工艺(通用标准) 1.PCB板焊接的工艺流程 1.1PCB板焊接工艺流程介绍 PCB板焊接过程中需手工插件、手工焊接、修理和检验。 1.2PCB板焊接的工艺流程 按清单归类元器件—插件—焊接—剪脚—检查—修整。 2.PCB板焊接的工艺要求 2.1元器件加工处理的工艺要求 2.1.1元器件在插装之前,必须对元器件的可焊接性进行处理,若可焊性差的要先对元器件 引脚镀锡。 2.1.2元器件引脚整形后,其引脚间距要求与PCB板对应的焊盘孔间距一致。 2.1.3元器件引脚加工的形状应有利于元器件焊接时的散热和焊接后的机械强度。 2.2元器件在PCB板插装的工艺要求 2.2.1元器件在PCB板插装的顺序是先低后高,先小后大,先轻后重,先易后难,先一般元 器件后特殊元器件,且上道工序安装后不能影响下道工序的安装。 2.2.2元器件插装后,其标志应向着易于认读的方向,并尽可能从左到右的顺序读出。 2.2.3有极性的元器件极性应严格按照图纸上的要求安装,不能错装。 2.2.4元器件在PCB板上的插装应分布均匀,排列整齐美观,不允许斜排、立体交叉和重叠 排列;不允许一边高,一边低;也不允许引脚一边长,一边短。 2.3PCB板焊点的工艺要求 2.3.1焊点的机械强度要足够 2.3.2焊接可靠,保证导电性能 2.3.3焊点表面要光滑、清洁 3.PCB板焊接过程的静电防护 3.1静电防护原理 3.1.1对可能产生静电的地方要防止静电积累,采取措施使之控制在安全范围内。 3.1.2对已经存在的静电积累应迅速消除掉,即时释放。 3.2静电防护方法 3.2.1泄漏与接地。对可能产生或已经产生静电的部位进行接地,提供静电释放通道。采用 埋地线的方法建立“独立”地线。
一般手工焊接工艺控制标准 本工艺标准适用于一般钢结构制作与手工电弧焊焊接工程。 1.1 材料及主要机具: 1.1.1 电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时,焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条;焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条;焊接重要结构时宜采用低氢型焊条(碱性焊条)。按说明书的要求烘焙后,放入保温桶,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。 1.1.2 引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。 1.1.3 主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计等。 1.2 作业条件 1.2.1 熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。 2.2.2 施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。 1.2.3 现场供电应符合焊接用电要求。 1.2.4 环境温度低于0℃,对预热,后热温度应根据工艺试验确定。 操作工艺 2.1 工艺流程 作业准备→ 电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊) → 焊缝检查 2.2 钢结构电弧焊接: 2.2.1 平焊 2.2.1.1 选择合适的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证。
2.2.1.2 清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。 2.2.1.3 烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,放在焊条保温桶,随用随取。 2.2.1.4 焊接电流:根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素,选择适宜的焊接电流。 2.2.1.5 引弧:角焊缝起落弧点应在焊缝端部,宜大于10mm,不应随便打弧,打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开,使焊条与构件间保持2~4mm间隙产生电弧。对接焊缝及对接和角接组合焊缝,在焊缝两端设引弧板和引出板,必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区,中途接头则应在焊缝接头前方15~20mm处打火引弧,将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处,把熔池填满到要求的厚度后,方可向前施焊。 2.2.1.6 焊接速度:要求等速焊接,保证焊缝厚度、宽度均匀一致,从面罩看熔池中铁水与熔渣保持等距离(2~3mm) 2.2.1.7 焊接电弧长度:根据焊条型号不同而确定,一般要求电弧长度稳定不变,酸性焊条一般为3~4mm,碱性焊条一般为2~3mm为宜。 2.2.1.8 焊接角度:根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个万面,一是焊条与焊接前进方向的夹角为60~75°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊件厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。 2.2.1.9 收弧:每条焊缝焊到末尾,应将弧坑填满后,往焊接方向相反的方向带弧,使弧坑甩在焊道里边,以防弧坑咬肉。焊接完毕,应采用气割切除弧板,并修磨平整,不许用锤击落。 2.2.1.10 清渣:整条焊缝焊完后清除熔渣,经焊工自检(包括外观及焊缝尺寸等)确无问题后,方可转移地点继续焊接。
手工焊接技术要求规 1、目的 规在制品加工中手工焊接操作,保证产品质量。 2、适用围 生产车间需进行手工焊接的工序及补焊等操作。 3、手工焊接使用的工具及要求 3.1焊锡丝的选择: 直径为0.8mm或1.0mm的焊锡丝,用于电子或电类焊接; 直径为0.6mm或0.7mm的焊锡丝,用于超小型电子元件焊接。 3.2烙铁的选用及要求: 3.2.1电烙铁的功率选用原则: 1)焊接集成电路、晶体管及其它受热易损件的元器件时,考虑选用20W 热式电烙铁。 2)焊接较粗导线及同轴电缆时,考虑选用50W热式电烙铁。 3)焊接较大元器件时,如金属底盘接地焊片,应选100W 以上的电烙铁。
3.2.2电烙铁铁温度及焊接时间控制要求: 1)有铅恒温烙铁温度一般控制在280~360℃之间,缺省设置为330±10℃, 焊接时间需小于3秒。焊接时烙铁头同时接触在焊盘和元件引脚上,加 热后送锡丝焊接。部分元件的特殊焊接要求: SMD器件:焊接时烙铁头温度为:320±10℃;焊接时间:每个焊点1~3秒。 拆除元件时烙铁头温度:310~350℃(注:根据CHIP件尺寸 不同请使用不同的烙铁嘴。) DIP器件:焊接时烙铁头温度为:330±5℃;焊接时间:2~3秒 注:当焊接大功率(TO-220、TO-247、TO-264等封装)或焊点与大铜 箔相连,上述温度无法焊接时,烙铁温度可升高至360℃,当焊接敏感 怕热零件(LED、CCD、传感器等)温度控制在260~300℃。 2)无铅制程 无铅恒温烙铁温度一般控制在340~380℃之间,缺省设置为360±10℃,焊接时间小于3秒,要求烙铁的回温每秒钟就可将所失的温度拉回至设定温度。 3.2.3电烙铁使用注意事项: 1)电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断, 缩短其寿命,同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被严重氧化 后很难再上锡。
电子产品制造过程简介 电子产品已经融入到人们生活的各个角落,无论是我们平常用的手机、计算机;还是供我们平常娱乐看的电视、玩的游戏机;以及我们学习和实验所需的一些高级设备都属于电子产品。可以说,电子产品给我们的生活和工作带来了巨大的便利。而这些电子产品是怎样通过一个个微小的元器件制造出来的呢,本文就将对这些电子产品的制造过程进行简介。 一.印制电路板的装配与焊接 一台电子设备的可靠性主要取决于电路设计,元器件的质量和装配时的电路焊接质量。电子设备大都采用印制电路板,把电阻、电容、晶体管、集成电路等元器件按预先设计好的电路在印制电路板上焊接起来就成为具有一定电气性能的产品核心部件。 1.印制电路板 印制线路板,英文简称(printed circuit board )或PWB(printed wiring board),是重要的部件,是的支撑体,由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。[1]印制电路板分为单面印制电路板、双面印制电路板和多层印制电路板。单面板由基板、导线、焊盘和阻焊层组成,单面板只有一面有铜箔,一面为焊接面,另一面为元件面,主要应用于低档电子产品。而双面板两面都有铜箔导线,应用也较为广泛。电子技术的发展要求电路集成度和装配密度不断提高,连接复杂的电路就需要使用多层印制电路板。 2.印制电路板的装配 (1)把各种元器件按照产品装配的技术标准进行复检和装配前的预处理,不合格的器件不能使用。 (2)对元器件进行整形,使之符合电路板上的位置要求。元器件整形应符合以下要求:所有元器件引脚均不得从根部弯曲,一般应留以上。因为制造工艺上的原因,根部容易折断;手工组装的元器件可以弯成直角,但机器组装的元器件弯曲一般不要成死角,圆弧半径应大于引脚直径的1~2倍;要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置。 (3)将元器件插装到印制电路板上。要求如下:手工插装、焊接,应该先插装那些需要机械固定的元器件,如功率器件的散热器、支架、卡子等,然后再插装需焊接固定的元器件。插装时不要用手直接碰元器件引脚和印制板上铜箔;自动机械设备插装、焊接,就应该先插装那些高度较低的元器件,后安装那些高度较高的元器件,贵重的关键元器件应该放到最后插装,散热器、支架、卡子等的插装,要靠近焊接工序。
手工焊接的烙铁温度设 定 Hessen was revised in January 2021
手工焊接的烙铁温度设定 (2010-05-25 08:24:27) 一、手工焊接的原理: 常见的手工焊接工艺就是通过烙铁头传热,熔化焊锡,来使焊接件(电子元器件等)与焊盘(被焊件)连接接合。 手工焊接要素:电源(焊台或烙铁)、加热体(发热芯)、烙铁头、焊锡、焊接件等; 二、无铅焊接知识 以前的焊锡是锡铅合金,如63/37(锡63%,铅37%),熔点为183度。因铅对环境的有毒性,ROHS等法规规定电子产品中禁用。所以出现了替代的无铅焊锡。 无铅焊锡相对有铅焊锡: 1、熔点升高约34-44度; 2、焊锡中锡含量增加了; 3、上锡能力差(可焊性差),无铅焊锡的焊锡扩散性差,扩散面积差不多是共晶焊锡的1/3; 三、手工焊接温度公式: 焊接作业最适合的温度是在使用的焊锡的熔点+50度。烙铁头的设定温度,由于焊接部分的大小,电烙铁的功率和性能,焊锡的种类和线型的不同,在上述温度的基础上还要增加X度(通常为100)为宜。即为:烙铁头温度=焊锡熔点+50+X(损耗)。如:有铅焊锡63/37常用焊接温度:183+50+100=333左右,无铅锡铜为:227+50+100=377度。因为不同产品焊点大小、不同焊锡、不同环境及操作习惯等影响,此处X变化很大,所以焊接温度有从350-450的使用情况。 四、烙铁头损耗原理: 烙铁头尖端结构大致为;铜-镀铁层-镀锡层,焊接时,加热的情况下,镀铁层会与焊锡中的锡之间发生物理化学反应,使得铁被溶解腐蚀掉,而且这个过程随着温度升高会加速。所以,无铅焊接时,因为焊接温度普遍升高,同时焊锡中的锡含量也大幅度增加,于是烙铁头的寿命急剧减少。 五、无铅手工焊接常见问题: 1、使用高温时,容易损坏元器件; 2、烙铁或焊台热回复性不好的话,容易出现虚焊假焊,不良率增加; 3、烙铁头氧化损耗增加; 六、无铅手工焊接常见对策: 1、使用无铅专用烙铁头(本身镀无铅锡,适当增厚镀铁层来延缓腐蚀,延长寿命,同时不影响导热); 2、使用无铅专用焊台(大功率、快速回温,使得温度更稳定,并能使用低温进行焊接); 七、无铅焊台知识: 由焊接原理可知,焊接工艺是靠热量的传递来完成的。所以,无铅焊接时需要加热体有更好的供热效率,这就要求焊台或烙铁有更大的功率和更快的热回复
标准名
手工焊接作业标准
第一条(目的) 标准化手工锡焊作业的操作方法及规格,从而达到稳定品质及高品质。
第二条(适用范围) 本标准适用于深华世纪华为手机维修部.
第三条(相关标准) 1. 焊接烙铁管理作业标准 2. 后组装检查作业检查标准 3. 无线 SMD 工程的焊接检查标准
第四条(用语的定义)
1.焊接:利用比要焊接的金属(铜,铁等)熔点低的金属(锡线),在两个不同的两金属 之间形成合金层(接合)的过程;
2.FLUX:去除用于接合材料的熔解 SOLDER 和 PCB 板表面的固体金属之间存在的氧 化物或污染物,使金属面的焊接状态更好而使用的;
3.焊锡(焊材):锡石(Sn)和铅(Pb)是最普遍使用的焊接材料,其混合比率约为 40: 60(锡:铅)左右,熔点是 183 度,比重为 9.28;
4.烙铁嘴:烙铁的最前部位用于焊接,其以铜构成,且表面镀了铁,用来保护铜在焊接时 FLUX 的腐蚀、因热的氧化、焊锡的侵蚀等因素引起的损伤;
5.发热器:是产生热量的部分,发热器采用陶瓷材质的, 陶瓷材质优点是热效率高,重 量轻,热恢复性能好,绝缘性能高(防止漏电引起的半导体被破坏),缺点是不耐冲击;
6.FINE CLEANER:因由耐燃性硅胶材料构成,清除烙铁嘴的锡渣时防止受损.
第五条(作业方法及实施步骤)
1. 作业前准备,检验事项。 a) 焊接烙铁在焊接前要充分加热。 b) 烙铁嘴在使用前要擦干净 c) CLEANING 海绵要弄湿(用手拧海绵时不能滴水) d) 周围不能放易燃或不必要的物品 e) 要带防静电带或防静电手套 f) PBA 的修理必须在有防静电措施的防静电垫子上进行。
2. 投入部件,使用仪器及 JIG(工具)
NO
品名
1
电烙铁
2
烙铁支架
3
海绵
型号
笔形状
- 海绵
使用方法及用途 -像拿笔轻拿,手腕移动要自然 -要有 EOS(Electrical Over Stress)措施 -烙铁不使用时固定放置的架 -适当弄湿后擦净烙铁嘴
4
镊子、棉棒、
CLEANING PAPER
- -除去异物及清洗 PBA 时使用
5 SOLDER WIRE
Sn/Pb
-轻拿适量的锡线用烙铁焊接
6
SOLDER WICK DESOLDERING -去除烙铁嘴上的融化的锡的工具
WIRE