印刷模板技術及焊接技術.doc

焊接技術知識 印刷模板設計及制造技術 隨著SMT免清冼焊接技術的發展及環境保護意識的日益增強.免清冼技術及材料得到了日益廣泛的應用. 在電子生產領域,名免清冼的應用已得到廣泛的認同及推廣.免清洗即指采用免冼焊焊錫膏或免冼助焊劑,回流焊接后不需清冼的工藝技術,它不是指在印刷過程中不對模板進行清冼.它要求回流后,PCB上的助焊劑殘余物要小.首先,它需要強調的是SMT與傳統的DIP波峰焊不同的是清冼工藝不只是清冼PCBA上的助焊劑無殘余物,還要清冼PCBA上的錫珠.采用免清冼工藝后的錫珠是一個主要缺陷.但是一張設計合理,制造工藝各當的模板,對控制錫珠和產生有著非常衙要的作用.總之,錫珠不但影響PCBA的外觀,而且對電氣性能的可靠性存在潛休的危險,預防錫珠的產生是SMT工藝采用免清冼材料各質量控制過程中的衙要課題. 影響焊膏模板釋放到PCB焊盤上效果的三外主要因素是 模板開口的寬度比(Aspect Ratio)/面積比(Area Ratio) 模板開品的形狀 模板開口孔壁的粗糙度一般模板設計的開口尺寸(面積)比PCB焊盤的尺寸(面積)小.適當減小開口尺寸和模板的不同開口形狀,對減少回流焊接后的錫珠橋接等缺陷有很大的幫助.開口有一個最小的圓欠有利于減少錫珠的產生並有利于模板的清冼. 一寬度比/面積比(Aspect Ratio)/Area Ratio)寬度比=開口的寬度/模板的厚度=M/T面積比=開口的面積/開口孔壁的面積 =(LW)/【2(L+W) T】 寬度比/面積比是焊膏印刷后焊錫膏釋放到PCB焊盤上效果的主要因素之一.一般要求寬度比1.5,面積比0.66. 二一般印焊膏模板一口設計(見附表一) 三印焊膏模板開口修改方案 1.Leaded SMD(Pitch=1.30.4mm)寬度一般縮窄0.030.08mm,長度一般縮窄0.050.13mm。 2.PBGA (Plastic BGA)開口直徑一般縮小0.05mm. 3.CBGA(Ceramic BGA)開口直徑一般擴大0.050.08mm,或者采用厚度為0.2mm的材料 4. BGA和CSP對于圓焊盤,模板開口設計成方形開口,邊長等于或者小于0.025mm焊盤直徑.對于方形開口,四角形應有一個小圓角.對于0.25mm方孔,圓角半徑為0.06mm;對于0.35mm方孔,圓角半徑為0.09mm。 焊接技術知識 5.CHIP件開口 四印刷模板開口設計 五模板制造 1.模板材料(Sheet material):化學腐蝕和激學切割一般用不銹鋼薄板材料 ,特殊要求用塑料.電鑄 成形,一般不硬鎳. 2. 外框(Frame):外銷框(鋁框)尺寸一般印刷機說明中規定的尺寸而定 允升吉鋁框是專門設計的高級鋁合金框,硬度高,表面光亮,清潔后不易積存殘余溶液. 允升吉鋁框規格如下 3.絲網(Mesh):用于模板張網用的絲網材料,是保証印刷精度及長期使用精度壽命的關鍵材料.高要求模板絲網,大多數采用不銹鋼材料,少數用聚脂材料.不銹鋼絲網的優點是張力大,平整度好,不易變形,使用壽命長所印焊膏或膠水的厚度均勻一致,更重要的是不銹鋼絲網與非金屬絲印相比,熱膨脹系數與不銹鋼片及鋁合金非常匹配,特別適合日益普及的模板自動清冼機在清冼過程中高溫/高壓及超聲波的沖擊;也可經受運輸過程中不同地域溫差而產生的熱脹冷縮的影響;其缺點是對粘膠劑的要求較比非金屬絲網高,成本高. 4.粘膠劑(Adhesive):模板用粘膠劑必須具備粘劑強度和抗剪切力大的特性並且耐溶劑耐高溫. 允升吉公司采用的粘膠劑是經過反復研究試驗的模板專用粘膠劑,粘接強度高,剪切強度大,能經受 目前所有清潔劑的清潔,並可耐60攝氏度高溫. 5.模板制造技術 (1) 化學腐蝕(Chemical Etch):用照像制版及圖形轉移到鋼片的兩面;兩面圖像轉移並用工藝 銷釘精確定位;圖形曝光顯影;開口圖形考慮到腐蝕因素(Etch Factor) 應縮小;鋼片越厚,側 腐蝕(Lateral Etch)愈嚴重;把兩面帶有圖形的抗蝕膜鋼片放入化學液體中腐蝕成形,最后去 掉抗蝕膜,制成所需開口的模板.因為腐蝕固有有側腐蝕及粗糙度較大的問題,使得其在開 口寬度控制及粗糙度方面有其固有的不可逾越的缺陷,使得在免清洗要求開口精度高且 粗糙度小的領域基本上處于淘汰的狀況 (2) 激光切割(Laser Cut):直接利用PCB設計文件產生Gerber/Hpgl等格式文件,用CAM軟件 按客戶要求編輯處理后直接進行切割,不需要照像制版和圖形轉移等工序.由于激光切割 是只從一面切割.開口孔壁自然形成一個35的微小的錐度.一般在印刷面的開口尺寸 比與PCB接觸的面積的尺寸小.激光切割的孔壁粗糙度Rz3m.激光切割的特點決定 了其性能價格比目前最普遍采用的制造方法. (3) 電鑄(Electroform) 電鑄是用加成方法制造模板的技術.它是通過電鑄使金屬電沉積在鑄模上制成或復制金 屬的過程.加工過程大致是在芯模板(感光膜)上電沉積堅固的金屬鎳層,然后將它們 統計技術應用 分離形成所需模板,其形狀和粗糙度與芯模相似,電鑄模板與芯模的尺寸誤差一般控制 在2.5m,粗糙度Ra0.1m. (4) 混合技術(Hybrid) 當同板上既有普通間距的器件又有精細間距的器材時,可采用混合技術加工模板,普通 器件的焊盤漏孔用化學腐蝕法,精細問距器件焊盤的漏孔用激光切割方法. (5) 梯形開口(Trapezoidal Aperture) 梯形開口有利于焊膏的釋放.化學腐蝕洗不能形成自然錐度.對于激光切割或電鑄法, 梯形開口是自然形成的.(6) 其它(Additional Options) 為了便于焊膏從開口孔壁骨釋放,需要使開口孔壁更加光滑,孔壁粗糙度進一步減少 有兩種方法可供選擇 拋光(Polishing):它是減成的過程.有化學拋光(Chemical Polishing)和電化學拋光 鍍鎳法(Nickel Polishing):加成方法 6.模板固定(Stencil Mounting) (1) 模板開口圖形在鋼網片中的位置模板開口在鋼片中的中心或偏移一定距離.用PCB外形或對位標記(Fiduical Mark)作定位參考.(2) 鋼片相對外框的位置鋼片居中張網時,能達到最好的穩定均勻可靠性的機械張力和印刷效果.一些特殊的印刷機,鋼片需偏移中心一定距離(3) 其它(Other)除非客戶特殊說明,一般 從外框內邊到鋼片外邊緣距最少距離為20mm(0.75inch) 粘膠劑的粘接寬度一般為1825mm 鋼片粘接部分的內邊距開口部分最少為50mm(2.0inch),以滿足焊膏的趣放和刮刀 行程要求 張網力30N/cm,不均勻度小于5N/cm 六SMT模制作要求(附表一) 七SMT模板檢驗報告(附表二) 八總結 SMT免清冼技術是一項新的工藝.需要廣大工藝技朮人員認真細致的試驗,結合不同材料 設備及工藝條件,選擇適合本單位工藝條件的模板開口設計方案.本文推荐的開口設計形狀 及尺寸是人們長期以來工作經驗的積累,但仍需廣大讀者根據本單位的實際情況進行深入 統計技術應用 抽樣方式;1)標准型。 1)調整型。 3)挑選型。 4)邊續生產型。1 計數調整型抽樣檢查 美國軍用標准 MIL-STD-105E(D) 日本工業標准 JISZ9015 國際標准 ISO2859 國標 GB2828-81 調整型抽檢方案的特點消費者可以調整抽樣檢查的寬嚴程度在一般情況下使用”正常檢查”方案當抽檢結果表明產品質量水平明顯變好時則轉到”放寬檢查”方案當抽檢結果表明產品質量水平明顯變差或生產不穩定時轉換到”加嚴檢查”從而促使生產者提高產品質量。1) 產品質量水平。過程平均不合格率 P=K批產品中不合格的總數/K批產品總數 缺陷及不合格品的分類 調整型方案是根椐缺陷的重要性缺陷對產品功能受到影響的程度而劃分為致命缺陷嚴重缺陷及輕微缺陷三種類型。2) 接收質量水平及檢查水平。a.接收質量水平又稱合格質量水平。簡稱AQL。 AQL一般用不合格品率或每100單位缺陷數表示。 AQL確定方法根據用戶的要求。 根據過程平均 根據缺陷級別。 由供求雙方協商。 b.檢查水平ISO標准規定了七個檢查水平即特殊S-1,S-2,S-3,S-4四級和一般I.三級。3) ISO抽檢方案的構成 ISO2859標准主要由下列表所構成:a. 轉換規則表b. 抽樣安碼表c. 抽樣方案表d. 放寬檢查界限表4) 抽樣表的使用步驟a. 首先決定質量標准即具體規定產品合格與不合格的標准b. 選定接收質量水平AQLc. 決定檢查水平d. 選擇抽檢形式e. 決定檢查的寬嚴程度f. 形成檢查批量并決定批量大小(N)g. 根據批量和檢查水平查得子樣字碼。再根據子樣字碼及確定的AQL,求抽檢方案 統計技術應用 h. 按規定抽取子樣并檢查子樣統計不合格品數或缺陷數。i. 判定本批是否合格(不合格品數DAC時合格DRC時不合格)。注放寬檢查中。ACDRC。則本批合格下批轉為正常稱”附條件合格”j. 按轉換規則決定下一批采用的抽檢方案的寬嚴程度。五全面質量管理的基本方法 最基本就是按照PDCA管理循環原理不斷地進行循環PDCA是美國質量管理專家戴明提出的又稱戴明循環。 P:(plan) 計劃。 D:(do) 實施 C:(check) 檢查 A:(acction) 處理。 PDCA 四個階段八個步驟。 充分運用了七種工具。 P階段 1) 尋找問題2) 尋找產生問題的原因(4MIE)3) 找出主要原因4) 制定措施計劃(5WIH) D階段5) 執行措施計劃。C階段6) 檢查執行效果。A階段7) 鞏固成績進行標准化8) 尋找遣留問題為下一個提供依據 焊接技術 焊接技術焊接是制造電子產品的重要環節之一如果沒有相應的工藝質量保証任何一個設計精良的電子裝置都難以達到設計指標。在科研開發設計研制技術革新的過程中不可能也沒有必要采用自動設備經常需要進行手工裝焊。在大量生產中從元器件的選擇測試到電路板的裝配焊接都是由自動化機械來完成的例如自動測試機元件清洗機搪錫機整形機插裝機波峰焊接機印制板剪腿機印制板清選機等已經開始在國內推廣。這些由計算機控制的生產設備在現代化的大規模電子產品生產中發揮了重要的作用有利于保証工藝條件和裝焊操作的一致性提高產品質量。 一焊接分類現錫焊的條件 1焊接的分類 焊接技術在電子工業中的應用是非常廣泛的圖5-12所示是現代焊接技術的主要類型。在電子工業中几乎各種焊接方法都要用到但使用最普遍。最有代表性的是錫焊方法。錫焊是焊接的一種它是將焊件和熔點比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度在焊件不溶化的情況下焊料熔化并浸潤焊接面依靠二者的擴形成焊件的連接。其主要特征有以下三點(1) 焊料溶點低于焊件(2) 焊接時將焊料與焊件共同加熱到錫焊溫度焊料熔而焊件不熔化(3) 焊接的形成依靠熔化狀態的焊料浸潤焊接面由毛細管作用使焊料進入焊件的間隙形成一個結合層從而實現焊件的結合。 冷壓焊 不 加 熱 超聲波焊 爆炸焊 電阻焊 儲能焊 加 壓 焊 加 熱 到 塑 性 脈沖焊 (加熱或不加熱) 商頻焊 擴散焊 對焊 接觸焊 點焊 加熱到局部熔化 鍛 焊 縫焊 磨擦焊 電渣焊 等離子焊 電子束焊 手工焊 金屬焊接 熔 焊 電弧焊 埋弧焊 (母材熔化) 激光焊 氣體保護焊 熱劑焊 氣 焊 焊接技術 手工烙鐵焊 錫 焊 浸焊 波峰焊 注軟鋯焊焊料 再流焊 熔點450 軟鋯焊焊料 硬點450 火焰鋯焊 銅焊 銀焊 鋯 焊 碳弧鋯焊 (母材熔化 電阻鋯焊 焊接熔化) 高頻感應鋯焊 真空鋯焊 2錫焊必須具備的條件 進行錫焊必須具備的條件有以下几點。(1) 焊件必須具有良好的可焊性。不是所有的金屬都有良好的可焊性有些金屬如鉻鉬鎢等的可焊性就非常差有些金屬的可焊性又比較好如紫銅等。在焊接時由于高溫使金屬表面產生氧化膜影響材料的可焊性為了提高可焊性一般采用表面鍍錫鍍銀等措施來防止表面的氧化。(2) 焊件表面須保持清潔。為了使焊錫和焊件達到良好的結合焊接表面一定要保持清潔。即使是可焊性良好的焊件由于儲存或被污染都可能在焊件表面產生有害的氧化膜和油污。在焊接前務必把污膜清除干淨否則無法保証焊接質量。(3) 要使用合適的助焊劑。不同的焊接工藝應選擇不同的助焊劑如鎳鉻合金不銹鋼鋁等材料沒有專用的特殊焊劑是很難實施錫焊的。在焊接電子線路板等精密電子產品時為使焊接可靠穩定通常采用松香助焊劑。一般是用酒精將松香溶解成松香水使用。(4) 焊件要加熱到適當的溫度需要強調的是不但焊錫要加熱到熔化而且應該同時將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度。 3焊接前的准備 3.1可焊性處理-鍍錫 為了提高焊接的質量和速度避免虛焊等缺陷應該在裝配以有對焊接表面進行表面進行可焊性處理-鍍錫。沒有經過清洗并涂覆助焊劑的印制電路板要按照第四鄣中介紹過的方法進行處理。在電子元器件的待焊面(引線或其它需要焊接的地方)鍍上焊錫是焊接之前一道十分重要的工序尤其是對于一些可焊性差的元器件鍍錫更是至關緊要的。專業電子生產廠家都備有專門的設備進行可焊性處理。 鍍錫實際就是液態焊錫對被焊金屬表面浸潤形成一既不同于被焊金屬又不同于焊錫的結合層。由這個結合層將焊錫與待金屬這兩種性能成分都不相同的材料牢固連接起來。 焊接技術 鍍外銷有以下工藝要點 3.1.1待鍍面應該清潔 有人認為既然在錫焊時使用焊劑助焊就可以不注意待待焊表面的清潔迪是錯誤的想法。因為這樣會造成虛焊之類的焊接隱患。實際上焊劑的作用主要是在加熱時破壞金屬表面的氧化層但它對銹跡。油跡等并不能起作用。各種元器件焊片導線等都可能在加工。存貯的過程中帶有不同的污物。對于較輕的污垢可以用酒精或丙酮擦洗嚴重的腐蝕性污點只有用刀刮或用砂紙打磨等機械辦法去除直到待焊面上露出光亮金屬本色為止。 在專業條件進行裝配焊接首先要仔細觀察無器件的引線原來是哪種鍍層按照不同的方法進行清潔。一般引線上常見的鍍層有銀金和鉛錫合金等几種材料鍍銀引線容易產生不可焊接的黑色氧化膜必須用小刀輕輕刮去直到露導線的紫銅表面如果是鍍金引線因為 基材難于鍍錫要注意不能把鍍金層刮掉可以用繪圖用的粗橡皮擦去引線表面的污物鍍鉛錫合金的引線可以在較長的時間內保持良好的可焊性所以新購買的正品元器件(鉛錫合金鍍層在可焊性合格的期限內)可以免去對引線的清潔和鍍錫工序。 然后對經過清潔的元器件引線浸涂助焊劑(酒精松香水)對那些用小刀刮去氧化膜的線線還要進行鍍錫。 3.1.2溫度要足夠 被焊金屬表面的溫度應該接近焊錫熔化時的溫度才能與焊錫形成良好的結合層。要根據焊件的大小使用相應的焊接工具供給足夠的熱量。由于元器件所承受溫度不能太高所以須掌握恰到好處的加熱時間。 3.1.3要使用有效的焊劑 在焊接電子產品時廣泛使用酒精松香水作為助焊劑。這種助焊劑元腐蝕性在焊接時去除氧化膜增加焊錫的流動性使焊點可靠美觀正確使用有效的助焊劑是獲得合格焊點的重要條件之一。 應該注意松香經過反復加熱就會碳化失效松香發黑是失效的標志。失效的松香是不能起到助焊作用的應該用時我。否則反而會引起虛焊。 3.2 生產中的元器件鍍錫 在小批量生產中可以按照圖5-13所示的操作步驟使用錫鍋進行鍍錫。還有一種專用錫鍋是利用感應加熱的原理制成的。無論使用哪一種都要注意保持錫的合適溫試既不能太低但也不能太高否則錫的表面將被很快氧化。焊錫的溫度可根據液態金屬的流動性作出大致的判定:溫度高則流動性好溫度低則流動性差。電爐的電源可以通過調壓器供給以便于調節錫鍋的最佳溫度。在使用過程中要不斷用鐵片刮片錫鍋里熔融焊錫表面的氧化層和雜質。 在業余條件下一般不可能用錫鍋鍍錫也可以作蘸錫的電鉻鐵沿著浸蘸了助焊劑的引線加熱注意使引線上的鍍錫層薄而均勻。 待焊件(電子元器件的引線等焊接面)在經過鍍錫以后良好的鍍層表面應該均勻光亮沒有顆粒用凹凸點。如果鍍后立即使用可以免去浸蘸助劑的步驟。假如原來焊件表面污物太多要在鍍錫之前采用機械辦法預先去除。 松香水焊劑酒精 酒精 調壓器 220 大規模生產中從元器件清洗到鍍錫都由自動生產線完成中等規模的生產亦可使用搪錫機給元器件鍍錫。還可以用化學方法去除焊接面上的氧化膜。 研究成果表明國產元器件引線的可焊性已經取得了較大的進步元器件在存儲15個月以后引線上的錫鈰鍍層仍然具有良好的可焊性。對于此類元器件在規定期限完全可免去鍍錫的工序。現在市場上常見的元器件大多是采用這種方法處理過的為保証表面鍍錫層的完好大焊接前不要用刀。砂紙等機械方法或化學方法磨表面也有一些元器件是早年生產的引腳表面大多氧化大使用前必須做好處理以保証焊接質量。 3.3 多股導線鍍錫 大一般電子產品中用多股導線進行連接還是很多。連接導線的焊點發生故障是比較堂見的這同導線接頭處理不錄有很大關系。對導線鍍錫要把握以下几個要點 3.3.1 剝去絕層不要傷線 使用剝線鉗剝去導線緣層若刀口不合適或工具本身質量不好容易造成多股線頭中有少數几根斷掉或者雖未斷離但有壓痕這樣的線頭在使用容易斷開。 3.3.2 多股導線的線頭要很好絞合 剝好的導線端頭一定要先將其絞合大一起否則在鍍錫時就會散亂。一兩根散線也很容易造成電氣故障。 3.3.3涂焊劑鍍錫要留有余地 通常在鍍錫前要將導線頭浸蘸松香水。有時也將導線擱在放有松香的木板上用烙鐵給導線端頭敷涂一層焊劑同時也鍍上焊錫要注意不要讓錫浸入到導線的絕緣皮中去最好在絕緣皮前留出13mma的間隔使這段沒有鍍錫。這樣鍍錫的導線對于穿管是很有利的同時也便于檢查導線。4 手工烙鐵焊接技術使用電烙鐵進行手工焊接掌握起來并不因難但是又有一下的技朮要領。長期從事電子產品生產的人們總結出了焊接的四個要素(又稱4M):材料工具方式方法及操作者。 焊接技術 其中最主要的當然還是人的技能。沒有經過相當時間的焊接實踐和用心體驗。領會就不能掌握焊接的技術要領即使是從事焊接工作較長時間的技術工人也不能保証每個焊點的質最。只有充分了解焊接原理再加上用心的實踐才有楞能在較短的時間內學會焊接的基本技能。下面介紹的一些具體方法和注意要點都是實踐經驗的總結是初學者迅速掌握焊接技能的捷徑。 初學者應該勤于練習不斷提高操作技藝不能把焊接質最問題留到整機電路調度的時候再去解決。 4.1焊接操作的正確姿勢 掌握正確的操作姿勢可以保証操作者的身心健康減輕勞動傷害。為減少焊劑加熱時揮發出的化學物質對人的危害減少有害氣體的吸入量一般情況下烙鐵到鼻子的距離應不少于20cm通常以30cm為宜。 電烙鐵有鹼種握法如圖5-14所示反握法的動作穩定長時間操作不易疲勞適于大功率烙鐵的操作正握法適于中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作一般在操作台上焊接印刷制板等焊件時多采用握筆法。 焊錫絲一般有兩種法如圖5-15所示。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛而鉛是對人體有害的一種金屬因此操作時應該戴手套或大操作后洗手避免食入鉛塵。 電烙鐵使用以后一定要穩妥地放大烙鐵架上并注意導線等物不要碰到烙鐵頭以免燙傷導線造成漏電等事故。 4.2 焊接操作的基本步驟 掌握好烙鐵的溫試和焊接時間選擇恰當的烙鐵頭和焊點的接觸位置才可能得到良好的焊點。 正確的焊接操作過程可以分成五個步驟如圖5-16所示。(1) 准備施焊左手握烙鐵進入備焊狀態。要求烙鐵頭保持干淨無焊渣等氧化物并在表面鍍有一層焊錫。(2) 加熱焊件烙鐵頭靠在兩焊件的連接處加熱整個焊件全體時間大約為1-2秒種。對于在印制板上焊接元器件來說要注意使烙鐵頭同時接觸焊盤和元器件的引線。例如。圖5-16(b)中的導線與接線柱要同時均勻受熱. 焊接技術 (3) 送入焊絲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。注意不要把焊錫絲送到烙鐵頭上(4) 移開焊絲當焊絲熔化一定量后立即向左上45方向移開焊絲。(5) 移開烙鐵焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以后向右上45方向移開烙鐵結束焊接。從第三步開始到第五步結束時間大約也是12分鐘。 對于熱容量小的焊件例如印制板上較細導線的 連接可以簡化為三步操作(1) 准備:同上步驟一。(2) 加熱與送絲烙鐵頭放大焊件上后即放入焊絲。 (a) (b) (c) (d) (e)(3) 去絲移烙鐵焊錫在焊接面上擴散達到預期范圍后立即取開焊絲并移開烙鐵并注意焊絲的時間不得滯后于移開烙鐵的時間。對于有為收低熱 量的焊件而言上述整個過程不過24秒鐘各步驟時間的切奏控制順序的准確掌握動作的熟練協調者都是要通過大量實踐并用心體會才能解決的問題。有人總結出了大五步驟操作法中用數秒的辦法控制時間烙鐵接觸焊點后數一二(約2秒鐘)送入焊絲后數三四移開烙鐵焊絲熔化量要靠觀察決定。此辦法可以參考但由于烙鐵功率焊點熱窬一的差別等因素實際掌握焊接火候并無定鄲可循必須具體條件具體對待。試想對于一個熱量較大的焊點若使用功率較小的烙鐵焊接時大上述時間內可能溫度還不能使焊錫熔化那么還談什么焊接呢4.3 焊接溫度與加熱時間 適池的溫度對形成良好的焊點是不可少的。這個溫度究竟如何掌握呢當根據有關數據可以很清楚地查出不同的焊件材料所需要的量佳溫度得到有關曲線。但是在一般的焊接過程中不可能使用溫度計之類的儀表來隨時檢測而是希望用更直觀明確的方法來了解焊件溫度。 經過度驗得出烙鐵頭在焊件上停留的時間現焊件溫度的升高是正比關系。同樣的烙鐵加熱不同熱窬一的焊件時想達到同樣焊接溫度可以通過控制加熱時間來實現。但在實踐中又不能僅僅依此關系決定加熱時間中用小功率烙鐵加熱較大的時件時無論烙鐵停留的時間多長焊件的溫度也上不去原因是烙鐵的供熱容量小于焊件和烙鐵在空氣中散失的熱量。此外為防止內部過熱損壞有些元器件也不允許長期加熱。 加熱時間對焊和焊點的影響及其外部特征是什么呢如果加熱時間不足會使焊料不能充分浸潤焊件而形成松香夾渣而虛焊。反之過量的加熱除有可能造成元器件損壞以外還有如下危害和外部特征(1) 焊點外觀變差。如果焊錫已經浸潤焊件以后還繼續進行過量的加熱將使助焊劑全部揮發完造成熔態焊錫過熱當烙鐵離開時容易拉出錫尖同時焊點表面發出現粗糙顆粒失去光澤。 焊接技術 (2) 高溫造成所加松香助焊劑的分解碳化。松香一般在210開始分解不僅失去助焊劑的作用而且造成焊點夾渣形成缺陷。如果在焊接中發現松香發黑肯定是加熱時間過長所致。(3) 過量的受熱會破壞印制板上銅箔的粘合層導致銅箔焊般的剝落。因此在適當的加熱時間里准確掌握加熱火候是優質焊接的關鍵。4.4 焊接操作的具體手法在保証得到優質的目標下具體的焊接操作手法可以因人而異但下面這些前人總結的方法對初學者的指導作用是不可忽略的。(1) 保持烙鐵頭的清潔焊接時烙鐵頭長期處于高溫狀態又接觸焊劑等弱酸性物質其表面很容易氧化并沾上一層黑色雜質。這些雜質形成隔熱層。 妨礙了烙鐵頭與焊件之間的熱傳導。因此要注意在烙鐵架上蹭去雜質。用一塊濕布或濕海棉隨時擦拭烙鐵頭也是常用的方法之一。對于普通烙鐵頭在污染嚴重時可以使用銼刀銼去表面氧化層。對于長壽命烙鐵頭就絕對不能使用這種方法了。(2) 靠增加接觸面積來加快傳熱加熱時應該讓焊件上需要焊錫浸潤的各部分均勻受熱而不是僅僅加熱焊件的一部分更不要采用烙鐵對焊件增加壓力的辦法以免造成損壞或不易覺察的陷患。有些初學者企圖加快焊接用烙鐵頭對焊接面施加壓力這是不對的。正確的方法是要根據焊件的形狀選用不同的烙鐵頭或者自己修整烙鐵頭讓烙鐵頭與焊件形成面的接觸而不是點或線的接觸。這樣就能大大提高效率。(3) 加熱要靠焊錫橋在非流水線作業中焊接的焊點形狀是多種多樣的不大可能不斷更換烙鐵頭。要提高加熱的效率需要有進行熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋就是靠烙鐵頭上保留焊晚作為加熱時烙鐵頭與焊之間傳熱的橋梁。由于金屬熔液的導熱效率遠遠高于空氣使焊很快就被加熱到焊接溫度。應該注意作為焊錫橋的錫量不可保留過多以免造成誤連。(4) 烙鐵撤離有講究烙鐵的撤離要及時而且撤離時的角度和方向與焊點的形成有關。圖5-17所示為烙鐵不同的撤離方向對焊料的影響。 烙鐵頭 烙鐵頭 烙鐵頭上工件 烙鐵頭上 吸除焊錫 不挂錫 (a)沿烙鐵軸向 (b)向上方 (c)水平方向 (d)垂直向下 (e)垂直向上 45撤離 撤離 撤離 撤離 撤離 焊接技術 (5) 在焊錫凝固之前不能動切勿使焊件移動或受到振動特別是用鑷子夾住焊件時一定要等焊錫凝固后再移走鑷子否則極易造成虛焊。(6) 焊錫用量要適中手工焊接常用管狀焊錫絲內部已裝有松香和活化劑制成的助焊劑。焊錫絲的直徑有0.50.81.05.0mm等多種規格要根據焊點的大小先用。一般應使焊錫的直徑略小于焊盤直徑。見圖5-18琮量的焊錫不但無必要地消耗了較貴的錫而且還增加焊接時間降低工作速度。過量的錫很容易造成不易覺察的短路故障。焊錫過少也不能形成牢固的結合同 (a)焊錫過多 (b)焊錫過少 (c)合適的錫量樣是不利的特別是焊接印制板引出導線時 合適的焊點焊錫用量不足極容易造成導線脫落。(7) 焊劑用量要適中適量的助焊劑對焊接非常有利。過量使用松香焊劑焊接以后勢必需要擦除多余的焊劑并且延長了加熱時間降低了工作效率。當加熱沓間不足時又容易形成“夾渣”的缺陷。焊接開關接插件的時候過量的焊劑容易流到觸點處會造成接觸不良。合適的焊劑量應該是松香水僅能浸濕將要形成的焊點不會透過印制板流到元件面或插孔里。對使用松香蕊焊絲的焊接來說基本上不需要再涂松香水。目前印制板生產廠的電路板在出廠前大多進行過松香浸潤處理無需再加助焊劑。(8) 不要使用烙鐵頭作為運載焊料的工具 有人習慣用烙鐵頭沾上焊錫再去焊接結果造成焊料的氧化。因為烙鐵頭的溫度一般都在300左右焊錫絲中的焊劑在高溫時容易分解失效。特別應該指出的是在一些陳舊的圖書中還介紹過這種方法請讀者注意監別.5 焊點質量及檢查 對焊點的質量要求應該包括電氣接觸良好機械結合牢固和美觀三個方面。保証焊點質量最關鍵的一點就必須避免虛焊。51 虛焊產生的原因及其危害 虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的它使焊點成為有接觸電阻的連接狀態 導致電路工作不正常出現時好時壞的不穩定現象噪聲增加而沒有規律性給電路的調試。使用和維護帶來重大的隱患。此外也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間內保持接觸尚好因此不容易發現但在溫度濕度的振動等環境條件作用下接觸表面逐步被氧化接觸慢慢地變得不完全起來。虛焊點的接觸電阻會引起局部發熱局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化最終甚至使焊點脫落電路完全不能正常工作。這一過程有時可長達一二年。 焊接技術 據統計數字表明在電子整機產品的故障中有將近一半是由于焊接不良引起的。然而 要從一台有成千上萬個焊點的電設備里找出引起故障的虛焊點來實大不是一件容易的事 所以虛焊是電路可靠性的一大隱患必須嚴格避免。進行手工焊接操作的時候尤其要加以 注意。 一般來說造成虛焊的主要原因為焊錫質量差助焊劑的還原性不良或用量不夠接處 表成未預先清潔好鍍錫不牢烙鐵頭的溫度過高