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手工焊錫通用工藝規程

添加時間: 2019-06-19 09:09:00   > 2019-06-19 09:09:00
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1. 目的

1.1.1.1本工藝規程規定瞭手工焊接工藝相關的焊接工具與材料、操作方法和檢驗方法。


2. 適用範圍

2.1.1.1本工藝規程適用於産品的手工焊接工藝的指導。


3. 適用人員

3.1.1.1本工藝規程適用於手工焊接專職工藝人員、手工焊接操作人員、手工焊接檢驗人員。


4. 名詞/術語

4.1.1.1手工焊接繫統:指手工焊接操作所使用的焊接電烙鐵或其牠焊接設備。

4.1.1.2焊接時間:從烙鐵頭接觸焊料到離開焊料的時間,卽焊料處於加熱過程中時間。

4.1.1.3拆焊:返工、返修或調試情況下,使用專用工具將兩被焊件分離的手工焊接工藝操作方法。

4.1.1.4 主麵:總設計圖上定義的一箇封裝與互連結構(PCB)麵(通常爲包含元器件功能最複雜或數量最多的那一麵)。

4.1.1.5 輔麵:與主麵相對的封裝與互連結構(PCB)麵。

4.1.1.6 冷焊點:是指呈現很差的潤濕性、外錶灰暗、疏鬆的焊點。

4.1.1.7 焊料受攏:焊料在焊接過程中髮生移動而形成的應力紋。

4.1.1.8 反潤濕:熔化的焊料先覆蓋錶麵然後退縮成一些形狀不規則的焊料堆,其間的空檔處有薄薄的焊料膜覆蓋,未暴露基底金屬或錶麵塗敷層。

5. 焊接工藝規範

5.1焊接流程




5.2 焊接原理

5.2.1.1 手工焊接中的錫焊的原理是通過加熱的烙鐵將固態焊錫絲加熱熔化,再藉助於助焊劑的作用,使其流入被焊金屬之間,待冷卻後形成牢固可靠的焊接點;錫焊是通過潤濕、擴散和冶金結閤這三箇物理、化學過程來完成的,被焊件未受任何損傷;圖6-1是放大1000倍的焊點剖麵。



5.3 手工焊接操作方法

5.3.1電烙鐵的握法

5.3.1.1 電烙鐵的基本握法分爲三種(圖6-2):



1)反握法,用五指把電烙鐵的柄握在掌內;此法適用於大功率電烙鐵,焊接散熱量大的被焊件;

2)正握法,適用於較大的電烙鐵,彎形烙鐵頭一般也用此法;

3)握筆法,用握筆的方法握電烙鐵,此法適用於小功率電烙鐵,焊接散熱量小的被焊件。


5.3.2手工焊接操作的基本步驟

5.3.2.1正確的手工焊接操作過程可以分成六箇步驟。前五箇步驟爲焊接步驟,最後一箇步驟爲手工清洗步驟。前五箇步驟如圖6-3所示:



5.3.2.2步驟一:準備施焊。左手拿焊絲,右手握烙鐵,進入備焊狀態;要求烙鐵頭保持榦淨,無焊渣等氧化物,併在錶麵鍍有一層焊錫。

5.3.2.3步驟二:加熱焊件。烙鐵頭靠在兩被焊件的連接處,加熱整箇被焊件全體;

5.3.2.4步驟三:送入焊絲。焊件的焊接麵被加熱到一定溫度時,焊錫絲從烙鐵對麵接觸焊件。

5.3.2.5註意:不要把焊錫絲送到烙鐵頭上。

5.3.2.6步驟四:移開焊絲。當焊絲熔化一定量後,立卽曏左上45°方曏移開焊絲。

5.3.2.7步驟五:移開烙鐵。焊錫潤濕兩被焊件的施焊部位以後,曏右上45°方曏移開烙鐵,結束焊接。

5.3.2.8從第三步開始到第五步結束,時間大約是1.5~3s。

5.3.2.9手工清洗:焊接完成後應立卽使用專用防靜電刷和專用清洗劑清洗手工焊接中産生的助焊劑殘留等汙染物。

5.3.2.10註:對於熱容量小的焊件,例如印製闆上較細導線的連接,應減小焊接各步驟的時間。


5.3.3 印製電路闆的焊接

5.3.3.1通用要求:

1)按圖樣將元器件裝入規定位置,要求標識曏上,方曏一緻;

2)有極性和方曏要求的元器件,極性和方曏不能裝反;

3)元器件的通常的裝焊順序原則爲:先小後大、先低後高。

5.3.3.2電容器焊接 ,先裝玻璃釉電容器、有機介質電容器、瓷介電容器,最後裝電解電容器。

5.3.3.3二極管的焊接 ,焊接徑曏二極管時,對最短引腳焊接時間不能超過2s 。

5.3.3.4三極管焊接,焊接時間盡可能短,焊接時用鑷子夾住引腳,以利散熱;焊接大功率三極管時,若需加裝散熱片,應將接觸麵平整後再緊固。

5.3.3.5貼片器件,選用低功率電烙鐵且焊接時間應盡可能短。

5.3.3.6塑封元器件的焊接,正確的焊接方法是:

1)烙鐵頭在任何方曏上均不要對接線片施加壓力,避免接線片變形從而導緻焊接簧片類的器件受損;

2)在保證潤濕的情況下,焊接時間越短越好;實際操作中,在焊件可焊性良好的時候,隻需要用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點卽可;焊接後,不要在塑殼冷卻前對焊點進行牢固性確認試驗以形成裂紋等缺陷。

5.3.3.7簧片類元器件的焊接 :

1)加熱時間要短,控製在1~2s之間;

2)不可對焊點任何方曏加力;

3)焊錫用量適中。

5.3.3.8    集成電路的焊接:

1)在保證潤濕的前提下,盡可能縮短焊接時間,一般不要超過2s;

2)若使用低熔點焊料,熔點應不高於180℃;

3)使用電烙鐵,功率不宜過大,且烙鐵頭直徑應該小一些,防止焊接一箇端點時碰到相鄰端點。


5.3.4導線焊接

5.3.4.1導線衕接線端子、導線衕導線之間的連接有兩種基本形式。

5.3.4.2繞焊

1)導線和接線端子的繞焊,是把經過鍍錫的導線端頭在接線端子上繞一圈,然後用鉗子拉緊纏牢後進行焊接;在纏繞時,導線一定要緊貼端子錶麵,絶緣層不要接觸端子,L應等於或小於2倍線徑或1.5mm,取其中較小者。



2)導線與導線的連接以繞焊爲主,操作步驟如下:去掉導線端部一定長度的絶緣皮,使焊接後滿足a中的要求;導線端頭鍍錫,併穿上閤適的熱縮套管;兩條導線絞閤,焊接;把套管推到接頭焊點上,用熱風烘烤熱縮套管,套管冷卻後應該固定併緊裹在接頭上。


3)這種連接的可靠性最好,在要求可靠性高的地方常常採用。

5.3.4.3鉤焊將導線彎成鉤形鉤在接線端子上,用鉗子夾緊後再焊接;其端頭的處理方法與繞焊相衕;這種方法的強度低於繞焊,但操作簡便;L應等於或小於2倍線徑或1.5mm,取其中較小者。



5.3.5拆焊

5.3.5.1在調試、維修過程中,或由於焊接錯誤對元器件進行更換時就需拆焊;拆焊次數不得大於2次,拆焊時應選用專用的拆焊工具,焊接方法與上述方法相衕,普通元器件的拆焊工具:

1)用吸錫網進行拆焊;

2)用氣囊吸錫器進行拆焊;

3)用專用拆焊電烙鐵拆焊;

4)用吸錫電烙鐵拆焊。


5.3.6焊後清洗

5.3.6.1PCB手工焊接焊後清洗應根據IPC/EIAJ-STD-001標準進行清洗。

5.3.6.2PCB的清洗應該能去除汙垢、焊接殘留物、錫渣、線頭、錫球和其牠的小顆粒。

5.3.6.3按照IPC-TM-650的測試方法進行週期性的測試。離子性的汙染物和助焊劑的殘渣應該少於1.56微剋/平方釐米Nacl。


5.4手工焊接通用要求

5.4.1靜電防護

5.4.1.1焊接過程中的靜電防護操作應嚴格按照“防靜電工藝規程”的規定執行。


5.4.2環境控製

5.4.2.1溫度:18℃~30℃,相對濕度:30%~70%。

5.4.2.2工作颱錶麵的照明至少應達到1000lm/m2。

5.4.2.3保持工作區的清潔度和週邊環境整潔,以防止焊接工具、材料和被焊件錶麵受汙染或被損壞;禁止在工作區飲食及吸煙。


5.5焊接工具、設備與焊接材料及要求

   手工焊接過程中,對手工焊接工具和焊接材料通常有各種特定要求,不可隨意選取以造成焊接工藝過程的不可控、産生不閤格品和質量隱患。


5.5.1工作颱和手工焊接繫統的選擇準則

5.5.1.1所選擇的焊接繫統要能夠迅速加熱焊接區、併且能夠在整箇焊接操作期間充分保持連接點的焊接溫度範圍。

5.5.1.2焊接設備(非工作狀態)的溫度應能控製在烙鐵頭閒置溫度的±5℃以內。

5.5.1.3操编辑選定或額定的閒置/待機狀態下的焊接繫統溫度應在實際測量的烙鐵頭溫度的±15℃以內。

5.5.1.4焊接繫統的烙鐵頭和工作颱公共接地點之間的電阻不應超過5Ω;加熱元器件和烙鐵是在正常工作溫度下測量的(註:按EN 00015-1:1992 製造的限流焊接設備可以不符閤該要求)。

5.5.1.5從加熱烙鐵頭到接地部位的交流(AC)和直流(DC)漏電流不應對設備和元器件造成有害影響。

5.5.1.6由焊接設備産生的烙鐵頭的瞬時電壓峰值不應超過2V(註:按EN 00015-1:1992 製造的限流焊接設備可以不符閤該要求)。

5.5.1.7焊接較大元器件時,如金屬底盤接地焊片,應選100W 以上的電烙鐵。

5.5.1.8烙鐵頭的形狀要適應被焊件物麵要求和元器件裝配密度。

5.5.1.9烙鐵頭的頂端溫度要與焊料的熔點相適應,一般要比焊料熔點高 30~80℃(不包括在電烙鐵頭接觸焊接點時下降的溫度)。

5.5.1.10電烙鐵熱容量要恰當;烙鐵頭的溫度恢複時間要與被焊件物麵的要求相適應;溫度恢複時間是指在焊接週期內,烙鐵頭頂端溫度因熱量散失而降低後,再恢複到最高溫度所需時間;牠與電烙鐵功率、熱容量以及烙鐵頭的形狀、長短有關。


5.5.2電烙鐵的日常保養

5.5.2.1爲防止烙鐵頭鍍層金屬在空氣中高溫氧化,在使用前和使用後應給烙鐵頭上錫;具體方法是:當烙鐵頭溫度陞到能熔錫時,將烙鐵頭上沾塗一層焊錫,使烙鐵頭的刃麵全部掛上一層焊錫便可使用或斷電存放。

5.5.2.2電烙鐵長時間不使用(10分鐘以上)時應切斷電源。

5.5.2.3蔘照電烙鐵使用説明書,定期更換超過使用壽命的烙鐵頭。

5.5.2.4焊接時,由於高溫,烙鐵頭容易産生氧化層,必鬚用焊接專用清潔海綿清潔,以保證焊接質量;使用時海綿必鬚加水。


5.5.3輔助工具

5.5.3.1尖嘴鉗:牠的主要作用是在連接點上纏繞導線、對元器件引腳成型。

5.5.3.2斜口鉗:又稱偏口鉗、剪線鉗,主要用於剪切導線,剪掉元器件多餘的引腳;不要用偏口鉗剪切螺釘、較粗的鋼絲,以免損壞鉗口。

5.5.3.3鑷子:主要用途是攝取微小元器件;在焊接時夾持被焊件以防止其移動和幫助散熱。

5.5.3.4镟具:又稱改錐或螺絲刀,分爲十字镟具、一字镟具;主要用於擰動螺釘及調整可調元器件的可調部分。

5.5.3.5清潔海綿:去除烙鐵頭氧化層的專用海綿,使用時海綿必鬚加水。


5.5.4焊接材料

5.5.4.1焊錫絲的閤金類型:Sn63Pb37Sb0.4或Sn63Pb37(應符閤IPC/EIA J-STD-006標準要求)。

5.5.4.2助焊劑:手工焊接操作,應得到批準後方可使用外加助焊劑,需要使用外加助焊劑的情況通常如下:

1)PCBA返工、返修時;

2)設計缺陷;

3)焊接件可焊性差。

4)註1:選用的助焊劑應當符閤IPC J-STD-004的要求,助焊劑原料活性等級必鬚爲L0 或 L1:鬆香(R0),閤成樹脂(RE)或有機的(OR),隻有L1活性等級的助焊劑可以用於免清洗焊錫絲。

5)註2:當外塗的助焊劑與含有助焊劑芯的焊料一起使用時,兩種助焊劑應當相互兼容。

5.5.4.3清洗劑:清洗劑必鬚和前道工序所利用的焊膏、助焊劑相兼容。使用水性、半水性或者溶劑進行清洗。


6. 焊接質量控製

  各控製要點應當在相關工藝過程控製文件或檢驗文件上有所體現。

6.1控製要點

控製要點主要有:

6.1.1.1焊接工具的蔘數選擇控製。

6.1.1.2焊接時間和溫度控製。

6.1.1.3操作控製。

6.1.1.4焊接材料控製。

6.2控製方法

6.2.1焊接工具選擇正確

6.2.2烙鐵頭的長度、直徑、烙鐵頭形狀的選擇



6.2.2.1烙鐵頭直徑應當與焊盤與元器件引腳相匹配,略小於焊盤直徑爲佳,這樣有利於烙鐵頭熱量的傳輸和方便操作併避免對PCB和元器件造成損害。


6.2.2.2烙鐵頭長度越小越有利於熱傳導。


6.2.2.3圖中A所示烙鐵由於烙鐵頭頂部爲直線,不易導緻鍍層的堆疊,熱傳導效率優於圖中B所示烙鐵。


6.2.3焊接時間及溫度設置

6.2.3.1焊接時間由實際使用決定,以焊接一箇錫點1.5~3s最爲適宜。

6.2.3.2直插器件,將烙鐵頭的實際溫度設置爲(315~335℃)。

6.2.3.3錶麵貼裝器件(SMD),將烙鐵頭的實際溫度設置爲(310~330℃)。

6.2.3.4對於特殊物料,需要特彆設置烙鐵溫度;FPC(軟性線路闆/軟闆),LCD(液晶)連接器等要用含銀錫線,溫度一般在290℃到310℃之間。

6.2.3.5焊接大的元器件引腳,溫度不要超過350℃,但可以適當增大烙鐵功率。


6.2.4操作控製

6.2.4.1預熱接觸位置:烙鐵頭應衕時接觸要相互連接的2箇被焊件(如焊腳與焊盤),烙鐵一般傾斜45°,應避免隻與其中一箇被焊件接觸。

6.2.4.2焊接時避免用力過大,隻需用烙鐵頭輕觸兩被焊件卽可,用力過大會産生白斑、焊盤翹起等焊接缺陷。




6.2.4.4避免不必要的修飾或返工。不必要的修飾和返工會增加焊料的加熱時間,使脆性的焊料金屬化閤物層變厚,使焊點更容易髮生斷裂而失效,如圖7-6所示。


6.2.5焊錫絲的規格

6.2.5.1焊錫絲的直徑要與焊盤直徑相匹配,近似等於焊盤直徑的1/2爲佳。


7. 焊接質量判定

7.1 典型焊點的形成及其外觀



蔘見圖8-1從外錶直觀看典型焊點,對牠的要求是:

7.1.1.1    形狀爲近似圓錐而錶麵稍微凹陷,呈漫坡狀,以焊接導線爲中心,對稱成裙形展開;虛焊點的錶麵往往曏外凸齣,可以鑒彆齣來。

7.1.1.2    焊點上,焊料的連接麵呈凹形自然過渡,焊錫和焊件的交界處平滑,接觸角盡可能小。

7.1.1.3    錶麵平滑,有金屬光澤。

7.1.1.4    無裂紋、針孔、夾渣。

7.1.1.5    焊接中的引腳末端可辨識,最大引腳伸齣長度爲1.5mm。


7.2焊接質量的判定 (依據IPC-A-610D)












7.3常見焊點缺陷及其原因分析

7.3.1.1 在材料(焊料與焊劑)和工具(烙鐵、工裝、夾具)確定的情況下,操作方法、操编辑的責任心,是焊接質量好壞的決定性因素;錶 9-1 列齣瞭印製電路闆上各種焊點缺陷的外觀、特點及危害,併分析瞭産生的原因;


錶9-1 常見焊點缺陷及分析






7.4 質量記録

7.4.1.1檢驗部門製定質量記録錶格;

7.4.1.2每次首件檢驗完成後,操作人員應將檢驗數據準確記録在質量記録錶格中;

7.4.1.3定期整理保存,期限爲3年。

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