锡焊工艺标准培训教材.ppt

锡焊工艺标准 编制 SH PQE彭延安 金骏电子实业有限公司GoldenregentElectronicsIndustry Ltd 锡焊的定义 当二金属施焊时 彼此并不熔合 而是依靠熔点低于华氏800 摄氏427 度的焊料 锡铅合金 由于毛细管的作用使其完全充塞于金属接合面间 使工作物相互牢结在一起的方法 即称为锡焊 因其施焊熔点温度低 故又称为软焊 所以说锡焊可以说是将两洁净的金属 以第三种低熔点金属 接合在一起使金属面间获得充分粘合的工作 锡焊的原理 锡焊是将熔化的焊锡附着于很洁净的工作物金属的表面 此时焊锡成分中的锡和工作物变成金属化合物 相互连接在一起 锡与其它金属较铅较富有亲附性 在低温容易构成金属化合物 总之锡焊是利用焊锡作媒介籍加热而使A B两金属物接合 进而由熔化的焊锡与金属的表面产生合金层 锡焊的材料 松香焊剂锡铅合金 焊剂功用 清洁被焊物金属表面 并在作业进行中保持清洁 减低锡焊溶解后 扩散方向之表面张力 增强毛细管现象 使焊锡流动良好 拔除防害附着因素 能使焊锡晶莹化 即光亮之后果 锡焊接的工具 电烙铁烙铁架海棉其它辅助工具 吸锡器 吸锡线 剥线钳 尖嘴钳 斜口剪钳 清洁工具 钢刷 钢棉 砂纸 砂布和锉刀 温控式烙铁操作说明 使用步骤 确认石棉潮湿 清除发热管表面杂质确认烙铁螺丝锁紧无松动 确认220V电源插座插好 将电源开关切换至ON位置 调整温度设定调整钮至300 待加热指示灯熄灭后 用温度计测量烙铁头温度是否为300 10 以内 再加热至MI要求之所需工作温度 如温度超过范围必须停止使用 并送请维修 开始使用 结束使用步骤 清洁擦拭烙铁头并加少许锡丝保护 调整温度设定调整钮至可设定之最低温度 将电源开关切换至OFF位置 拔下电源插头 最适当工作温度 在焊接过程中使用过低的温度将影响焊锡的流畅性若温度太高又会伤害线路板铜箔与焊接不完全和不观 若有白烟冒出或表面有白粉凹凸不平无光泽是使用温度过高 以上两种情形皆有可能造成冷焊或包焊之情况发生 为避免上述情况发生除慎用锡线外 适当且正确之工作温度选择是有必要的 GRE常用之锡线种类 无铅 ROHS 锡线锡银铜无铅锡线 Sn Ag Cu 有铅 非ROHS 锡线6337锡线 电子产品的级别划分 I级 通用类电子产品 包括消费类电子产品 部分计算机及其外围设备 那些对外观要求不高而以其使用功能要求为主的产品 如 VCD DVD等等 II级 专用服务类电子产品 包括通讯设备 复杂商业机器 高性能 长使用寿命要求的仪器 这类产品需要持久的寿命 但要求必须保持不间断工作 外观上也允许有缺陷 III级 高性能电子产品包括持续运行或严格按指令运行的设备和产品 这类产品在使用中 不能出现中断 例如救生设备或飞行控制系统 符合该级别要求的组件产品适用于高保证要求 高服务要求 或者最终产品使用环境条件异常苛刻 操作准则 a 保持工作站干净整洁 在工作区域不可有任何食品 饮料或烟草制品 b 尽可能减少对电子组件的操作 防止损坏 c 使用手套时需要及时更新 防止因手套脏引起污染 d 不可用裸手或手指接触可焊表面 人体油脂和盐分会降低可焊性 加重腐蚀性 还会导致其后涂覆和层压的低粘附性 e 不可使用未经认可的手霜 它们会引起可焊性和涂覆粘附性的问题 f 绝不可堆叠电子组件 否则会导致机械性损伤 需要在组装区使用特定的搁架用于临时存放 g 对于没有ESDS标志的部件也应作为ESDS部件操作 h 人员必须经过培训并遵循ESD规章制度执行 j 除非有合适的防护包装 否则决不能运送ESDS设备 k 操作过程要严格区分有铅与无铅之所使用工具及物料 1 理想状态 带干净的手套 有充分的EOS ESD保护 戴符合所有EOS ESD要求的防溶手套进行清洗 2 三种拿PCBA的方法 2 可接收 用干净的手拿PCBA边角 有充分的EOS ESD保护 3 可接收 在无静电释放敏感性元件 ESDS 或没有涂膜的情况下可以接受 不可接收 裸手触摸导体 锡点连接处及层压体表面 无EOS ESD保护 焊点的基本要求 1 合格的焊点必须呈现润湿特征 焊料良好地附着在被焊金属表面 润湿的焊点 其焊缝外形特征是呈凹形的弯液面 判定依据是润湿时焊料与焊盘 焊料与引线 焊端之间的界面接触角较小或接近于零度 通常焊料合金的范围很宽 可以表现出从很低甚至接近0度的接触角直到接近90度的接触角 如果焊接面有部分面积没有被焊料合金润湿 则一般认定为不润湿状态 这时的特征是接触角大于90 2 所有锡铅焊点应当有光亮的 大致光滑的外观 并在被焊金属表面形成凹形的弯液面 3 通常无铅焊点表面更灰暗 粗糙一些 接触角通常更大一些 其它方面的判断标准都相同 4 高温焊料形成的焊点表面通常是比较灰暗的 5 对焊点的执锡 返工 应小心 以避免引起更多的问题 而且执锡也应产生满足验收标准的焊点 1焊点的基本要求 焊点的基本要求 如图之A B所示 焊点润湿角都不超过90度 合格 但C D所示接触角虽然超过90度 属于例外情况 也是合格的 原因是焊点轮廓由于设计要求延伸到焊接区域外部边缘和阻焊膜 提供了锡铅焊点和无铅焊点可视检查标准 无铅的图片均标以 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 目标 1 2 3级焊缝表面总体光滑且焊料在被焊件上充分润湿 焊接件的轮廓清晰 连接处的焊料中间厚边上薄 焊缝形状为凹型 可接受 1 2 3级由于材料和工艺过程不同 例如采用无铅合金时或大质量PCBA冷却较慢时 焊点发暗 发灰 甚至呈有点粗糙 焊点润湿角 焊料与元器件之间 以及焊料与PCB之间 不超过90 图A B 例外情况 焊料量较大致使其不得不延伸到可焊区域外或阻焊膜处时 接触角大于90 图C D 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 从图1 图18 是不同焊料合金和工艺条件下的焊点的合格性状态 图1 锡铅焊料 图2 锡银铜焊料 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 图3 锡铅焊料 图4 锡银铜焊料 图5 锡铅焊料 图6 锡银铜焊料 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 图7 锡铅焊料 图8 锡银铜焊料 图9 锡铅焊料 图10 锡银铜焊料 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 图11 锡铅焊料 图12 锡银铜焊料 图513锡铅焊料 图14 锡银铜焊料 2焊点外观合格性总体要求 焊点的基本要求 图16 锡银铜焊料 图18 锡银铜焊料 图17 锡银铜焊料 图15 锡银铜焊料 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 1底层金属的暴露 可接受 1 2 3级导线垂直边缘的铜暴露 元件引脚末端的底层金属暴露 制程警示 2 3级因缺痕 划伤 或其他的缺陷 引致在元件引脚 除了端头 导体 焊盘上裸露基底金属 但不违反对引脚的要求和对导线焊盘的宽度要求 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 2针孔 吹孔 爆孔 孔洞等 可接受 1级制程警示 2 3级焊点满足所有其它要求的前提下 存在的吹孔 针孔 孔洞 注 如果爆孔影响后续测试工序 或导致违反最小电气间距 则须进行去除处理 吹孔图1 吹孔图2 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 2针孔 吹孔 爆孔 孔洞等 孔洞图1 针孔 孔洞图2 缺陷 2 3级 针孔 吹孔 孔洞等使焊点减小 不能满足最低要求 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 3焊膏未熔化 回流不充分 缺陷 2 3级 存在未完全熔化的焊膏 焊膏未熔化图1 焊膏未熔化图2 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 4不润湿 不上锡 缺陷 2 3级焊料未按要求润湿焊盘或引线焊料未按要求覆盖该种焊端 覆盖不足 不润湿图1 不润湿图2 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 4不润湿 不上锡 不润湿图3 不润湿图5 不润湿图4 缺陷 2 3级焊料未按要求润湿焊盘或引线焊料未按要求覆盖该种焊端 覆盖不足 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 5半润湿 弱润湿 缩锡 半润湿图1 半润湿图2 半润湿图3 缺陷 2 3级存在不满足SMT或THT焊缝要求的半润湿现象 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 焊料球 焊接后保留在板上的球状焊料 飞溅焊料粉末 回流焊工艺中飞溅在焊点周围的尺寸很小 只有原始焊膏金属粉末尺寸量级 的焊料球 目标 1 2 3级PCBA上无焊料球 飞溅焊料粉末 3 6 1焊料球 飞溅焊料粉末 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 1焊料球 飞溅焊料粉末 制程警示 2 3级被免洗焊剂残留物或敷形涂层等粘注或覆盖住的焊料球未违反最小电气间距 直径等于或小于0 13mm的焊料球或焊料飞溅粉末 每600平方毫米范围内的数量超过5个 备注 被免洗焊剂残留物或敷形涂层等粘住 覆盖住 或焊牢在金属表面 的含义是指在正常使用环境下焊料球不会脱开 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 1焊料球 飞溅焊料粉末 缺陷 1 2 3级焊料球使得相邻导体违反最小导体间距 焊料球未被免洗焊剂残留物或敷形涂层等粘住 覆盖住 或焊料球未焊牢在金属表面 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 2桥接 连锡 缺陷 1 2 3级焊料把不该连在一起的的导体连在了一起 焊料与相邻非共用导体和元件连接 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 2网状飞溅焊料 缺陷 1 2 3级焊料飞溅成网 非焊接部位上锡 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 2受扰焊点 缺陷 1 2 3级由于焊点熔化过程中受到移动而导致应力产生的特征 锡铅合金焊点 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 2裂纹和裂缝 缺陷 1 2 3级焊点上有裂纹或裂缝 3典型焊点缺陷 焊点的基本要求 3 6焊料过多 3 6 2 缺陷 1 2 3级拉尖违反元器件组装高度的限制或引线伸出量的要求 拉尖违反最小电气间距 1引脚凸出 焊接 引脚伸出量不能违反最小导体间距的要求 不能因引脚折弯而引起焊点损坏 或在随后的工序操作 环境操作中刺穿防静电袋 不能影响后续装配 1引脚凸出 焊接 备注1 对于单面板的引脚或导线凸出 L 1级和2级标准为至少0 5MM 0 020英寸 3级标准为必须有足够的引脚凸出用以固定 备注2 对于厚度超过2 3MM 0 0906英寸 的通孔板 引脚长度已确定的元件 DIP 插座 引脚凸出是允许不可辨识的但必须确保整个通孔深度上至少有50 的焊料填充高度 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 缺陷 1 2 3级焊接位满足如上要求 2 1润湿状况的最低要求 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 2辅面润湿状况 环绕润湿 可接受 1 2 级最少270度填充和润湿 引脚 孔壁和可焊区域可接受 3级最少330度填充和润湿 引脚 孔壁和可焊区域 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 2辅面润湿状况 辅面焊盘的覆盖率 可接受 1 2 3级辅面的焊盘覆盖最少75 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 可接受 1 2级引脚和孔壁最少180度润湿 缺陷 2级引脚和孔壁不足180度 可接受 3级焊接面引脚和孔壁最少270度润湿缺陷 3级引脚和孔壁不足270度 2 3主面润湿状况 环绕润湿 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 可接受 1 2 3级主面的焊盘无润湿要求 2 3主面润湿状况 焊盘覆盖 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 目标 1 2 3级无孔洞区域和表面缺陷 引脚和焊盘润湿良好 引脚可以辨别 引脚被焊料100 环绕 焊料与引脚和焊盘接触的地方都很薄 但全部覆盖 2 4镀覆孔中安装的元器件 焊缝状况 可接受 1 2 3级焊缝是凹的 润湿良好 且焊料中的引脚可以辨别 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 可接受 1级制程警示 2 3级辅面 焊缝是凸的 焊料太多使引脚形状不可见 但从主面可以确认引脚位于通孔中 2 4镀覆孔中安装的元器件 焊点状况 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 4镀覆孔中安装的元器件 焊点状况 缺陷 1 2 3级由于引脚弯曲而使之不可见 焊料未润湿引脚或焊盘 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 4镀覆孔中安装的元器件 引线弯曲部位的焊料 可接受 1 2 3级引线弯曲部位的焊料没有接触到元器件体 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 5 2 4镀覆孔中安装的元器件 引线弯曲部位的焊料 缺陷 1 2 3级引脚弯曲部位的锡接触到元器件体或密封端 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 4镀覆孔中安装的元器件 焊锡内的弯月面绝缘层 目标 1 2 3级包层或密封元件焊接处有明显的间隙 可接受 1 2级允许元件引脚上有带绝缘涂层的一部分处于孔内 但是必须同时满足 在辅面可见焊点周围360 环绕润湿在辅面看不见引脚绝缘涂层 目标 3级满足5 2 1的润湿要求 缺陷 1 2 3级辅面没有良好的润湿 2器件焊接 支撑孔 镀覆孔 焊接 2 4镀覆孔中安装的元器件 焊锡内的包线绝缘层 目标 1 2 3级焊点表层与绝缘层之间有一倍包线直径的间隙 可接受 1 2级制程警示 3级主面的包层进入焊接处但辅面润湿良好在辅面未发现包层 3器件焊接 非支撑孔 焊接 目标 1 2 3级焊料覆盖整个焊端 引脚和焊盘 且引脚轮廓可见 无孔洞和其它表面缺陷 引脚和焊盘润湿良好 引脚固定 引脚周围焊锡100 填充 3器件焊接 非支撑孔 焊接 目标 1 2 3级焊料覆盖整个焊端 引脚和