电子元器件焊接工艺要求

《航天标准化》２０10年第1期*本文源于2008年国防科技工业技术基础课题（计划编号B03××××0905）。次超期复验，必然带来生产管理成本的大幅度提高，但从保证航天产品的装机质量与可靠性来说无疑是非常重要的。d）QJ2227实施的时间已经有多年，按原标准进行贮存和超期复验合格后使用的元器件也未出现大的质量问题，该标准的规定是有一定实际应用基础的，好的经验可以继续吸收和引用。所以，笔者认为可以在QJ2227A中结合QJ2227的相关规定补充批生产阶段元器件的贮存及超期复验要求，使标准的完整性和适宜性更强。文摘：介绍航天行业标准《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》的修订内容及修订原因与依据，并对标准的实施提出建议。关键词：电子装联；手工焊接；焊接工艺；航天行业标准。张伟（航天标准化研究所，北京，100071）标准介绍与实施

《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

手工焊接工艺是航天产品电子装联过程中的一个重要环节，在航天产品中应用非常广泛。手工焊接质量的优劣，直接影响到航天产品的质量。如果手工焊接工艺出现问题，很容易发生一些低层次的质量问题（如虚焊、冷焊、桥连、断线等现象），会给要求高可靠性的航天产品带来很大的隐患。第一项关于手工焊接工艺的航天行业标准是1985年10月发布的QJ/Z160—1985《手工锡焊工艺细则》。此标准于1999年4月修订为QJ3117—1999《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》。随着电子装联技术的不断发展，新工艺、新技术、新设备不断出现，为适应电子装联技术的要求，2009年根据国防科技工业标准化工作计划的安排，对QJ3117—1999又进行了修订（以下简称新标准）。本次修订的主要原则是：根据航天系统目前手工焊接的实际需要，结合国外该领域标准化的最新发展进行修订，使修订后的标准技术先进、可操作性强、与其它标准协调一致。在修订QJ3117—1999过程中主要参照了欧空局标准《高可靠性电连接的手工焊接》（ECSS-Q-70-08A、ECSS-Q-70-08C）、美国电子工业连接协会标准《电子组装件的验收条件》（IPC-A-610C、IPC-A-610D）以及《电气和电子组件焊接要求》（IPCJ-STD-001D）。本文将对新标准的主要内容及实施问题作一简要说明。1关于焊料锡铅合金焊料是航天产品在电子装联过程中使用的主要焊料。按GB/T3131—2001《锡铅钎料》的规定，锡铅质量分数：锡63%、铅37%配比的锡铅合金焊料，为63锡铅焊料，其AA*

元器件的焊接工艺

焊接在这里是特指电子产品安装工艺中的锡焊。焊接，一般是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质，则称之为“钎焊”，所加熔上去的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低又将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊”，通常以450~C为界，低于450~C的称为“软钎焊”。电子产品安装工艺中的所谓“焊接”就是软钎焊的一种，主要用锡、铅等低熔点合金做焊料。

任何焊接从物理学的角度来看，都是一个“扩散”的过程，是一个在高温下两个物体表面分子互相渗透的过程。各金属之间有两个界面：其一，是元器件引出脚与焊锡，其二，是焊锡与焊盘。

当一个合格的焊接过程完成后，在这两个界面上都必定会形成良好的扩散层。要形成扩散层(或曰合金层)，必须满足以下几个条件：

1)两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离(例如氧化膜、油污等)。

2)温度足够高。

3)时间足够长。

应该指出有些初学者头脑中存在的一个错误概念：他们以为锡焊焊接无非是将焊锡熔化以后，用烙铁把它涂到(或者说敷到)焊点上，待其冷却凝固即成。他们把焊料看成了浆糊，看成了敷墙的泥，这是不对的。

（1）焊接准备

焊接开始前必须清理工作台面，准备好焊料、焊剂和镊子等必备的工具。更重要的是要准备好电烙铁。‘准备好电烙铁’不仅是要选好一只功率合适的电烙铁，而且是说要调整好电烙铁的工作温度。不可让温度过高，否则烙铁头就会被烧死。所谓‘烧死’，是指烙铁头前端工作面上的镀锡层在过高的温度下被氧化掉，表面形成一层黑色的氧化铜壳层。此时的烙铁头既不传热也不再吃锡，如果勉强压在焊锡上，过了很长时间后焊锡才会突然熔化，滚向一边，决不与烙铁头亲和。烙铁头一旦烧死就必须锉掉表层重新上锡，这对于长寿烙铁头来说就是致命的损失了。必须注意调节电烙铁的工作温度，使其大约维持在300°C左右。实际操作的准则是：在不至于烧死烙铁头的前提下尽量调高一些。一定要让烙铁头尖端的工作部位永远保持银白色的吃锡的状态。

电子元器件焊接作业指导书

第1章 焊接基础理论知识 ............................................................................................................. 4

1.1 焊接原理及分类 ............................................................................................................... 4

1.1.1 焊接原理 ....................................................................................................................... 4

1.1.2 焊接分类 ....................................................................................................................... 4

1.2 焊接材料的选用 ............................................................................................................... 4

1.2.1 焊料 ............................................................................................................................... 4

1.2.2 焊剂 ............................................................................................................................... 4

线路板印制电路板元件焊接工艺守则

1、为保证电子控制组件的焊接质量，确保电子装置的运行可靠及动作的准确性，特制定本守则。

2、适用范围：适用于电子控制组件中印制电路板上的电子元件的焊接。

3、操作步骤：

焊接的原则：杜绝开焊、虚焊、漏焊，以保证导电良好、排列上抗震及防止意外短路等引起的拒动作、误动作发生。

3.2、检验合格的印制电路板应存放在专用工位箱内，不可堆压、挤碰，避免损坏。

3.3、元件的标称值、参数、型号、极性等标记，原则上应朝上。为调试检修方便观察，可以朝其它方向。

3.4、小型柱状元件最好不要竖焊，宜横卧，元件离开电路板不要太高，尽可能小。在单面电路板上，如以牢固为主时，应将元件紧贴印制电路板，以加强抗震耐冲击，减少短路的机会；双面电路板上，应留有1.5mm的间隙，以免造成短路，见附图1。

附图1：元件引线弯曲成形1.510

3.5、为防止短路，需要在元件的引线上外套塑料套管时，套管的颜色，建议正极、电源用红色；负极、地线用黑色。

3.6、元件的排列方向要整齐美观，其高度尽可能一致。先焊接高度较小的元件，再焊接高度较高的元件。最后焊接电位器、继电器、开关等器件。

3.7、集成电路类元件，应严格遵循其相应的特殊要求。如MOS器件，焊接时应采取一些消除静电的措施。

3.8、为防止焊接时温度过高，一般电阻、电容、二极管、三极管等电子元器件，应将恒温电烙铁的温度设置在300~350℃，焊接时间小于等于3S，若焊点较大，可适当延时焊接时间至5~6S。焊接DSP芯片烙铁温度应控制在300℃以内，单次焊接时间控制在3~4S。（可结合印制板焊距，把元件引线预先弯曲成形，见附图1）

3.9、必须使用中性焊剂，禁止使用焊锡膏、焊油等酸性焊剂！否则将引起慢性腐蚀，引发漏电，造成短路，毁坏组件。

3.10、焊接点要求圆滑、光亮、牢固，大小适中一致，呈半圆球状，不允许焊锡堆积、虚焊、漏焊、气孔、夹渣等现象，见附图2，3。 (a)焊锡过多(b）焊锡过少（c）合适的锡量　　合适的焊点附图2：焊锡量的掌握