手工焊錫通用工藝規(guī)程

1、1目的1.1.1.1本工藝規(guī)程規(guī)定了手工焊接工藝相關(guān)的焊接工具與材料、操作方法和 檢驗方法。2適用范圍2.1.1.1本工藝規(guī)程適用于產(chǎn)品的手工焊接工藝的指導。3適用人員3.1.1.1本工藝規(guī)程適用于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(shù)語4.1.1.1手工焊接系統(tǒng):指手工焊接操作所使用的焊接電烙鐵或其它焊接設(shè)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，即焊料處于加熱過 程中時間。4.1.1.3拆焊：返工、返修或調(diào)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主面：總設(shè)計圖上定義的一個封裝與互連結(jié)構(gòu)（PCB）而（通常

2、為包 含元器件功能最復朵或數(shù)量最多的那一而）。4.1.1.5輔面：與主面相對的封裝與互連結(jié)構(gòu)（PCB）面。4.1.1.6冷焊點：是指呈現(xiàn)很差的潤濕性、外表灰暗、疏松的焊點。4.1.1.7焊料受攏：焊料在焊接過程中發(fā)生移動而形成的應(yīng)力紋。4.1.1.8反潤濕:熔化的焊料先覆蓋表面然后退縮成一些形狀不規(guī)則的焊料堆,其間的空檔處有薄薄的焊料膜覆蓋，未暴露基底金屬或表而涂敷層。5焊接工藝規(guī)范5.1焊接流程手匸済洗/設(shè)備 淸洗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(tài)焊錫絲加熱熔化,再借助于助焊劑的作用，使其流入被焊金屬之間，待冷卻后形成牢固可靠的焊接點；錫焊是通過潤濕、擴

3、散和冶金結(jié)合這三個物理、化學過程來完成的，被焊件未受任何損傷；圖61是放大1000倍的焊 點剖面。圖61焊點剖面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為三種（圖62）：圖6-2電烙鐵的握法1）反握法，用五指把電烙鐵的柄握在掌內(nèi)；此法適用于大功率電烙 鐵，焊接散熱量大的被焊件；2）正握法，適用于較大的電烙鐵，彎形恪鐵頭一般也用此法；3）握筆法，用握筆的方法握電烙鐵，此法適用于小功率電烙鐵，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個步驟。前五個步驟為焊接步驟,最后一個步驟為手工清洗步驟。前五個步驟如

4、圖6-3所示。焊砒雰鐵 與;焊盤 充SS件引腳點線U接線柱（町步驟一（b）步曝二（C步蝶三（d）步驟四圖6-3錫焊五步操作法（町步驟五5.3.2.2步驟一：準備施焊（圖6-3（a）o左手拿焊絲，右手握烙鐵，進入備焊狀態(tài)；要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層 焊錫。5.3.2.3步驟二：加熱焊件(圖63 (b)o烙鐵頭靠在兩被焊件的連接處，加熱整個被焊件全體；例如，圖(b)中的導線與接線柱、元器件引腳 與焊盤要同時均勻受熱(具體操作時應(yīng)先熔化少量焊錫絲于烙鐵頭和 焊件之間，形成熱橋，這樣會更加有效地加熱被焊件，參見本規(guī)程7.2.4.3)o5.3.2.4步驟三：送入焊絲(圖6-3

5、(c)o焊件的焊接面被加熱到一定溫度 時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。5.3.2.5注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上。5.3.2.6步驟四：移開焊絲(圖63 (d)0當焊絲熔化一定量后，立即向左 上45。方向移開焊絲。5.3.2.7步驟五：移開烙鐵(圖63 (e)o焊錫潤濕兩被焊件的施焊部位以后，向右上45。方向移開烙鐵，結(jié)束焊接。5.3.2.8從第三步開始到第五步結(jié)束，時間大約是l53s。5.3.2.9手工清洗:焊接完成后應(yīng)立即使用專用防靜電刷和專用清洗劑清洗手 工焊接中產(chǎn)生的助焊劑殘留等污染物。5.3.2.10注：對于熱容量小的焊件，例如卬制板上較細導線的連接，應(yīng)減小 焊接各步驟的時間。5.3

6、.3印制電路板的焊接5.3.3.1通用要求：1) 按圖樣將元器件裝入規(guī)定位置，要求標識向上，方向一致；2）有極性和方向要求的元器件，極性和方向不能裝反；3）元器件的通常的裝焊順序原則為：先小后大、先低后高。5.3.3.2電容器焊接,先裝玻璃釉電容器、有機介質(zhì)電容器、瓷介電容器， 最后裝電解電容器。5.3.3.3二極管的焊接，焊接徑向二極管時，對最短引腳焊接時間不能超過2s o5.3.3.4三極管焊接，焊接時間盡可能短，焊接時用銀子夾住引腳，以利散熱；焊接大功率三極管時，若需加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整后再緊固。5.3.3.5貼片器件，選用低功率電烙鐵且焊接時間應(yīng)盡可能短。5.3.3.6塑封元器件

7、的焊接，正確的焊接方法是：1）烙鐵頭在任何方向上均不要對接線片施加壓力，避免接線片變形 從而導致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，只需要用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點即可；焊 接后，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，控制在12s之間；2）不可對焊點任何方向加力；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(yīng)不高于180C；3）使用電烙鐵，功率不宜過大，且烙鐵頭直徑應(yīng)

8、該小一些，防止焊 接一個端點時碰到相鄰端點。534導線焊接5.3.4.1導線同接線端子、導線同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(jīng)過鍍錫的導線端頭在接線端子上 繞一圈，然后用鉗子拉緊纏牢后進行焊接，如圖6-4所示；在 纏繞時，導線一定要緊貼端子表面，絕緣層不要接觸端子，L應(yīng) 等于或小于2倍線徑或1.5mm,取其中較小者。圖64導線和接線端子的繞焊2）導線與導線的連接以繞焊為主，如圖6-5所示；操作步驟如下：去掉導線端部一定長度的絕緣皮，使焊接后滿足a中的要求;導線端頭鍍錫，并穿上合適的熱縮套管；兩條導線絞合，焊接；把套管推到接頭焊點上，用熱風烘烤熱

9、縮套管，套管冷卻后應(yīng)該固定并緊裹在接頭上。（a）細尋線繞到粗尋線上（b）同樣粗細的尋線的繞洋圖6-5導線與導線的繞焊3）這種連接的可靠性最好，在要求可靠性高的地方常常采用。5.3.4.3鉤焊將導線彎成鉤形鉤在接線端子上，用鉗子夾緊后再焊接，如圖6-6；其端頭的處理方法與繞焊相同；這種方法的強度低于繞焊，但 操作簡便；L應(yīng)等于或小于2倍線徑或1.5mm,取其中較小者。圖6-6導線和端子的鉤焊5.3.5拆焊5.3.5.1在調(diào)試、維修過程中，或由于焊接錯誤對元器件進行更換時就需拆焊;拆焊次數(shù)不得大于2次，拆焊時應(yīng)選用專用的拆焊工具，焊接方法與上述方法相同，普通元器件的拆焊工具：1）用吸錫網(wǎng)進行拆焊；

10、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焊后清洗5.3.6.1 PCB手工焊接焊后清洗應(yīng)根據(jù)IPC/EIAJ-STD-001標準進行清洗。5.3.6.2 PCB的清洗應(yīng)該能去除污垢、焊接殘留物、錫渣、線頭、錫球和其 它的小顆粒。5.3.6.3按照IPC-TM-650的測試方法進行周期性的測試。離子性的污染物 和助焊劑的殘渣應(yīng)該少于156微克/平方厘米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(yīng)嚴格按照“防靜電工藝規(guī)程”的規(guī)定執(zhí) 行。5.4.2環(huán)境控制5.4.2.1 溫度：18C30C,相對濕度：30%70

11、%。5.4.2.2工作臺表面的照明至少應(yīng)達到1000 Im/m2o5.4.2.3保持工作區(qū)的清潔度和周邊環(huán)境整潔，以防止焊接工具、材料和被焊 件表面受污染或被損壞；禁止在工作區(qū)飲食及吸煙。5.5焊接工具、設(shè)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、產(chǎn)生不合格品和質(zhì)量隱患。5.5.1工作臺和手工焊接系統(tǒng)的選擇準則5.5.1.1所選擇的焊接系統(tǒng)要能夠迅速加熱焊接區(qū)、并且能夠在整個焊接操作 期間充分保持連接點的焊接溫度范圍。5.5.1.2焊接設(shè)備（非工作狀態(tài)）的溫度應(yīng)能控制在烙鐵頭閑置溫度的5C 以內(nèi)。5.5.1.3操作者

12、選定或額定的閑置/待機狀態(tài)下的焊接系統(tǒng)溫度應(yīng)在實際測量 的烙鐵頭溫度的土 15C以內(nèi)。5.5.1.4焊接系統(tǒng)的烙鐵頭和工作臺公共接地點之間的電阻不應(yīng)超過5Q ；加 熱元器件和烙鐵是在正常工作溫度下測量的（注：按EN 00015-1： 1992制造的限流焊接設(shè)備可以不符合該要求）。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(yīng)對設(shè) 備和元器件造成有害影響。5.5.1.6由焊接設(shè)備產(chǎn)生的烙鐵頭的瞬時電壓峰值不應(yīng)超過2V （注：按EN 00015-1： 1992制造的限流焊接設(shè)備可以不符合該要求）。5.5.1.7焊接較大元器件時，如金屬底盤接地焊片，應(yīng)選100W以上的電烙

13、 鐵。5.5.1.8烙鐵頭的形狀要適應(yīng)被焊件物面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(yīng)，一般要比焊料熔點高 3080C （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;烙鐵頭的溫度恢復時間要與被焊件物而的要 求相適應(yīng)；溫度恢復時間是指在焊接周期內(nèi)，烙鐵頭頂端溫度因熱量 散失而降低后，再恢復到最高溫度所需時間；它與電烙鐵功率、熱容 量以及烙鐵頭的形狀、長短有關(guān)。5.5.2電烙鐵的日常保養(yǎng)5.5.2.1為防止烙鐵頭鍍層金屬在空氣中高溫氧化，在使用前和使用后應(yīng)給烙 鐵頭上錫；具體方法是：當烙鐵頭溫度升到能熔錫時，將烙鐵頭上沾 涂一層焊

14、錫，使烙鐵頭的刃面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(yīng)切斷電源。5.5.2.3參照電烙鐵使用說明書，定期更換超過使用壽命的烙鐵頭。5.5.2.4焊接時，由于高溫，烙鐵頭容易產(chǎn)生氧化層，必須用焊接專用清潔海 綿清潔，以保證焊接質(zhì)量；使用時海綿必須加水。5.5.3輔助工具5.5.3.1尖嘴鉗：它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，主要用于剪切導線，剪掉元器件多 余的引腳；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銀子：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

15、移動和幫助散熱。5.5.3.4旋具：又稱改錐或螺絲刀，分為十字旋具、一字旋具；主要用于擰 動螺釘及調(diào)整可調(diào)元器件的可調(diào)部分。5.5.3.5清潔海綿：去除烙鐵頭氧化層的專用海綿，使用時海綿必須加水。554焊接材料5.5.4.1焊錫絲的合金類型：Sn63Pb37Sb0.4或Sn63Pb37 （應(yīng)符合 IPC/EIA J-STD-006 標準要求）。5.5.4.2助焊劑：手工焊接操作，應(yīng)得到批準后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(shè)計缺陷；3）焊接件可焊性差。4）注1：選用的助焊劑應(yīng)當符合IPC J-STD-004的要求，助焊劑原 料活性等級必須為

16、L0或L1：松香（R0）,合成樹脂（RE）或有 機的（OR）,只有L1活性等級的助焊劑可以用于免清洗焊錫絲。5）注2：當外涂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(yīng)當相互兼容。5.5.4.3清洗劑：清洗劑必須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(zhì)量控制各控制要點應(yīng)當在相關(guān)工藝過程控制文件或檢驗文件上有所體現(xiàn)。6.1控制要點控制要點主要有：6.1.1.1焊接工具的參數(shù)選擇控制。6.1.1.2焊接時間和溫度控制。6.1.1.3操作控制。6.1.1.4焊接材料控制。6.2控制方法6.2.1焊接工具選擇正確（參見6. 5. 1章節(jié)）6.2.2烙

17、鐵頭的長度、直徑、烙鐵頭形狀的選擇正聽太経太筆圖7-1烙鐵頭直徑的選擇6.2.2.1如圖71,烙鐵頭直徑應(yīng)當與焊盤與元器件引腳相匹配，略小于焊盤直徑為佳，這樣有利于烙鐵頭熱量的傳輸和方便操作并避免對PCB和元器件造成損害。圖7-2烙鐵頭長度的選擇6.2.2.2如圖72,烙鐵頭長度越小越有利于熱傳導。AB圖7-3烙鐵頭形狀的選擇6.2.2.3如圖7-3,圖中A所示烙鐵由于烙鐵頭頂部為直線，不容易導致鍍層的堆疊，熱傳導效率優(yōu)于圖中B所示烙鐵。6.2.3焊接時間及溫度設(shè)置6.2.3.1焊接時間由實際使用決定，以焊接一個錫點153s最為適宜。6.2.3.2直插器件，將烙鐵頭的實際溫度設(shè)置為(31533

18、5C)。6.2.3.3表面貼裝器件(SMD),將烙鐵頭的實際溫度設(shè)置為(310330C)。6.2.3.4對于特殊物料，需要特別設(shè)置烙鐵溫度；FPC(軟性線路板/軟板)，LCD(液晶)連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290C到310C之間。6.2.3.5焊接大的元器件引腳，溫度不要超過350C,但可以適當增大烙鐵功率。6.2.4操作控制6.2.4.1預熱接觸位置：烙鐵頭應(yīng)同時接觸要相互連接的2個被焊件（如焊 腳與焊盤），烙鐵一般傾斜45”，應(yīng)避免只與其中一個被焊件接觸。6.2.4.2焊接時避免用力過大，只需用烙鐵頭輕觸兩被焊件即可，用力過大會 產(chǎn)生白斑、焊盤翹起等焊接缺陷，如圖74所示。用力過大

19、白斑焊盤翹起焊盤凹陷圖74焊接時用力過大產(chǎn)生的焊接缺陷6.2.4.3焊接操作必須使用焊料熱橋，搭建焊接熱橋過程如圖75所示:圖7-5焊接熱橋的工藝過程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合物層變厚，使焊點更容易發(fā)生斷裂而失效,如圖76所示。圖76焊料金屬化合物層6.2.5焊錫絲的規(guī)格6.2.5.1焊錫絲的直徑要與焊盤直徑相匹配，近似等于焊盤直徑的1/2為佳。7焊接質(zhì)量判定7.1典型焊點的形成及其外觀a=(l 1.2)&圖8-1典型焊點的外觀參見圖8-1,從外表直觀看典型焊點，對它的要求是:7.1.1.1形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷，呈

20、漫坡狀，以焊接導線為中心，對 稱成裙形展開；虛焊點的表面往往向外凸出，可以鑒別出來。7.1.1.2焊點上，焊料的連接面呈凹形自然過渡，焊錫和焊件的交界處平滑, 接觸角盡可能小。7.1.1.3表面平滑，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，最大引腳伸岀長度為1.5mmo7.2焊接質(zhì)量的判定（依據(jù)IPC-A-610D）焊點潤濕目標焊點表層總體呈現(xiàn)光滑和與焊接 零件由良好潤濕：部件的輪廓容易 分辨：焊接部件的焊點有順暢連接 的邊緣：可接受可接受的焊點必須是焊接與待焊 接表面，形成一個小于或等于90度 的連接角時能明確表現(xiàn)出浸潤和粘 附，當焊錫疑過多導致蔓

21、延岀焊盤 或阻焊層的輪廉時除外不可接受不潤濕，導致焊點形成表而的球狀 或珠粒狀物，頗似蠟層而上的水珠： 表而凸狀，無順暢連接的邊緣移位焊點虛焊點表層形狀呈凹面狀7廠7 目標無空洞區(qū)域或表面瑕疵:引腳和焊盤潤濕良好；引腳形狀可辨識：引腳周圍100%有焊錫覆蓋：焊錫覆蓋引腳，在焊盤或?qū)Ь€上 有薄而順暢的邊緣。焊點狀況可接受焊點表層是凹而的、潤濕良好的焊 點內(nèi)引腳形狀可以辨識。不可接受焊點表而凸而，焊錫過多導致引腳 形狀不可辨識，但從主而可以確認引 腳位于通孔中：由于引腳彎曲導致引腳形狀不可辨 識。目標引腳和孔壁潤濕角= 360 焊盤焊錫潤濕覆蓋率=100%有引腳的支搏孔焊接主面可接受引腳和孔壁潤濕

22、角2270 焊盤焊錫潤濕覆蓋率$0不可接受引腳和孔壁潤濕角270。有引腳的支掙孔焊接輔面目標可接受不可接受引腳和孔壁潤濕角= 360 焊盤焊錫潤濕覆蓋率=100%引腳和孔壁潤濕角2330 焊盤焊錫潤濕覆蓋率75%引腳和孔壁潤濕角330。 焊盤焊錫潤濕覆蓋率75%有引腳的支撐孔垂直填充目標可接受不可接受周邊潤濕角度= 360焊盤焊錫潤濕覆蓋率=100%周邊潤濕角度N33O 焊盤焊錫潤濕覆蓋率75%周邊潤濕角度330 焊盤焊錫潤濕覆蓋率75%引腳折彎處的焊錫目標引腳折彎處無焊錫可接受不可接受引腳折彎處的焊錫不接觸元件體引腳折彎處的焊錫接觸元件體或密 封端焊接異常暴露基底金屬目標無暴露基底金屬可接受

23、基底金屬暴露于：a）導體的垂直而b）元件引腳或?qū)Ь€的剪切端c）有機可焊保護劑覆蓋的盤不要求焊料填充的區(qū)域壺出表而涂敷層不可接受元件引腳/導體或盤表而由于刻痕、 劃傷或英它情況形成的基底金屬址 露不能超過對導體和焊盤的要求焊接異常針孔歐孔目標可接受不可接受潤濕良好、無吹孔潤濕良好、無吹孔針孔/吹孔/空洞等使焊接特性降低 到最低要求以下焊接異常焊錫過量錫橋目標可接受可接受無錫橋無錫橋橫跨在不慮令沁兩導體上的焊料 連接；焊料跨接亍褲毗鄰的非共接導 體或元件上焊接異常反潤濕目標潤濕良好、無反潤濕現(xiàn)象可接受潤濕良好、無反潤濕現(xiàn)象不可接受反潤濕現(xiàn)象導致焊接不滿足表而貼 裝或通孔插裝的焊料填充要求焊接異常焊

24、錫過量錫球目標無錫球現(xiàn)象可接受錫球被裹挾/包封，不違反最小電 氣間隙注：錫球被裹挾/包封連接意指產(chǎn)品 的正常工作環(huán)境不會引起錫球移動不可接受錫球未被裹挾/包封-錫球違反最小電氣間隙焊接異常焊錫過量錫網(wǎng)/潑錫目標可接受無焊料潑濺/成網(wǎng)不可接受焊料潑濺/成網(wǎng)無焊料潑濺/成網(wǎng)焊接異常焊料受攏目標無焊料受攏可接受無焊料受攏不可接受因連接產(chǎn)生移動而形成的受攏焊 點，其特征表現(xiàn)為應(yīng)力紋目標無焊料破裂不可接受焊料破裂或有裂紋焊接異常焊料破裂可接受無焊料破裂焊接異常錫尖目標可接受焊錫圓潤飽滿沒有錫尖焊錫圓潤飽滿沒有錫尖不可接受錫尖違反組裝的最大髙度要求或引 腳凸出要求1.5亳米錫尖違反最小電氣間隙目標鍍金插頭可接受不可接受鍍金插頭上無焊錫鍍金插頭上無焊錫在鍍金插頭的實際連接區(qū)域有焊 錫.合金以外其它金屬IIIIIIIIIIIIA 【IIIIIIIIIIIIr0不可接受引腳與焊點間破裂目標引腳和焊點無破裂-引腳凸岀符合規(guī)范要求焊接后的引腳剪切可接受引腳和焊點無破裂引腳凸岀符合規(guī)范要求7.3常見焊點缺陷及其原因分析7.3.11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、操作者的責任心，是焊接質(zhì)量好壞的決定性因素；表91列出了卬制電路板上各種焊點缺陷的外觀、特點及危害，并分析了產(chǎn)生的原因;表91常見焊點缺陷及分析焊點缺陷外觀特點危害原因分析虛焊焊錫與元器件引腳和銅箔 之間有