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
2a）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
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 ” 。
手工焊接技术(一):手工焊接的工具
任何电子产品，从几个零件构成的整流器到成千上万个零部件组成的计算机系统，都是由基本的电子元件器件和功能构成，按电路工作原理，用一定的工艺方法连接而成。虽然连接方法有多种（例如、绕接、压接、粘接等）但使用最广泛的方法是锡焊。
1 ．手工焊接的工具
（ 1 ）电烙铁
（ 2 ）铬铁架
图1
2 ． 锡焊的条件
为了提高焊接质量，必须注意掌握锡焊的条件。
1. 被焊件必须具备可焊性。
2. 被焊金属表面应保持清洁。
3. 使用合适的助焊剂。
4. 具有适当的焊接温度。
5. 具有合适的焊接时间。
手工焊接技术(二):焊料与助焊剂
1 ．焊接材料
凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。这里所说的焊料只针对锡焊所用焊料。
常用锡焊材料：
1. 管状焊锡丝
2. 抗氧化焊锡
3. 含银的焊锡 4. 焊膏
2 ．助焊剂的选用。
在焊接过程中，由于金属在加热的情况下会产生一薄层氧化膜，这将阻碍焊锡的浸润，影响焊接点合金的形成，容易出现虚焊、假焊现象。使用助焊剂可改善焊接性能。助焊剂有松香、松香溶液、焊膏焊油等，可根据不同的焊接对象合理选用。焊膏焊油等具有一定的腐蚀性，不可用于焊接电子元器件和电路板，焊接完毕应将焊接处残留的焊膏焊油等擦拭干净。元器件引脚镀锡时应选用松香作助焊剂。印制电路板上已涂有松香溶液的，元器件焊入时不必再用助焊剂。
手工焊接技术(三):手工焊接的注意事项
手工锡焊接技术是一项基本功，就是在大规模生产的情况下，维护和维修也必须使用手工焊接。因此，必须通过学习和实践操作练习才能熟练掌握。注意事项如下：
1. 手握铬铁的姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于 20cm ，通常以 30cm 为宜。
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目录
1、 手工焊接（补焊）工艺指引
A、 概念
B、 电烙铁的使用要求
C、 焊锡丝使用要求
D、 焊接步骤
E、 手工焊接（补焊）工艺要求
2、 电烙铁使用注意事项
手工焊接（补焊）工艺指引
第一部分：手工焊接（补焊）工艺指引
一、概念
焊接：用焊锡做媒体，通过加热使两种（或以上）金属接合达到导电目的
补焊：对设备自动焊接后的不合格焊点进行修补使其转变为合格焊点
二、电烙铁使用要求
1、确定烙铁温度
对于贴片元件与细脚元件之焊点，烙铁嘴温度控制在350℃～380℃
对于散热较快的粗脚元件及加锡较多的焊点（如散热片固定脚、单插片、双插片、压缩机继电器脚等），烙铁温度控制在380℃～420℃之间。
2、烙铁头必须在湿润的海绵上擦拭干净，将烙铁嘴上的氧化物或污物去除后方可焊接。
3、休息或暂时不用焊接时需在烙铁嘴上加焊锡保护铬铁嘴。
4、用于擦拭烙铁嘴的海绵应保持湿润，员工操作时应带好静电带。烙铁要保持良好接地。
5、新烙铁头要先加锡保护后再使用
6、工作区域应保持清洁，不能将碎锡敲击于工作台面上
7、烙铁拿握姿势,类似握笔写字状。
8、 烙铁头的选用，只有那些非常密集细小的焊点（如贴片元件密集的线路板）才选用尖嘴烙铁头，我司大部分线路板补焊尤其是粗脚元件补焊（含手工焊贴片IC）应该用扁平嘴烙铁头。
三、锡丝的使用要求
2、 焊锡丝端头距手拿处2～3英寸，不要短于1英寸。拿过焊锡丝的手正确姿势
不正确姿势 不正确姿势 进食前必须要洗手。
3、 焊锡丝的选用
贴片元件及细脚元件这类小焊点用Φ1.0以下的焊锡丝
大锡点及加锡多的焊点选用Φ1.2以上的焊锡丝
四、 焊接步骤 擦干净烙铁嘴 被焊接处加热
加焊锡丝 移开焊锡丝
移走烙铁
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