企业培训_某电子厂工程部制造焊接技能培训教材

日升电子厂工程部 制造焊接技術提升教材 編訂 杨超日期 2007 11 20審核 核準 第一章 序言 第二章 焊錫原理第三章 手工焊第四章 電烙鐵 預溫盤的使用及保養 第五章 焊接标准与不良说明 目錄 第一章 序言 目的 提升OEM廠制造部各制程焊接人員的作業技能 以提供一流的焊接產品 達到客人的出貨品質及生產品質 避免客人的報怨及產線部品的報廢 適應對象 OEM廠制造的焊接人員 製技部及品管的技術工程人員 利用加熱或其它方法借助助焊劑的作用使兩種金屬相互擴散牢固結合在一起的方法稱為焊接 電子行業所用的焊接均為扦接 焊料的熔點小於450 扦焊中起連接作用的金屬材料稱為焊料 常用焊料為錫鉛合金 由於錫焊方法簡便 整修焊點 拆換元器件 重新焊接都不困難 使用簡單的工具 電烙鐵 即可完成 且成本低 易實現自動化等特點 因此 它是使用最早 適用範圍最廣和當前仍占比例最大的一種焊接方法 隨著電子行業的發展 焊接技術也有了不少的更新和發展 例如 波烽焊 回流焊等 電子產品中焊接點的數量有几十個甚至上百萬個 這樣多的焊接點 不但裝配過程中工程量大 而且每一個焊點質量都關系著整個產品的使用可靠性 因此每個焊點都應具有一定機械強度和良好的電氣性能 焊接技術不僅關系著整機裝配的勞動生產率高低和生產線成本的大小 而且也是電子產品質量的關鍵 第一節 焊接技術概述 第二章 焊錫原理 在焊接過程中起連接作用的金屬材料稱為焊料 電子行業中所用的焊料通常為錫鉛合金 由於錫鉛合金 錫鉛的配比不同 其熔點會有差異在焊接中我們又都希望在常溫下完成焊錫工作 因此一般都選用熔點最低之錫鉛合金 即共晶點合金作焊料 錫鉛共晶合金的配比為 Sn Pb 63 37 目前我們二廠所使用的KESER253 244錫膏 KESER245錫絲 规格及线径见付页 均為此種配比的錫鉛合金 這種共晶焊錫具有如下特點 1 不經過半熔融狀態而迅速固化或液化 可以最快速度完成焊接 2 熔點僅為183 能在較低溫度下開始焊接作業 是錫鉛合金中焊接性能最佳的一種 3 焊接后焊點的機械強度 導電性能好 第二節 焊料 助焊劑是在焊接過程中起助焊作用的液體 其作用如下 1 清除焊接金屬表面的氧化膜 2 在焊接物表面形成一液態保護膜 隔絕高溫時四周的空氣 防止金屬表面再氧化 3 降低焊錫的表面張力 增加其擴散能力 4 焊接的瞬間 可以讓熔融的焊錫取代 順利完成焊接 電子行業中所使用的助焊劑有無機系列的 有機松香型的 有機非松香型的 其種類繁多 選擇合適的助焊劑對於保証生產和產品質量非常重要 由於焊料只有在助焊劑作用下才能得到良好的焊接效果 因此 為了焊接方便 通常都會在焊料中摻入一定66例的助焊劑 例如 我們使用的KESER245免洗錫絲的錫心就均勻注放有2 2 的松香 從使用來看這種中度活性錫絲具有良好的焊錫效果 焊旬時也不會濺彈松香 焊接后僅有少量透明殘留 一般不需要進行清洗 第三節 助焊劑 將被焊金屬通過焊接連接在一起的連接點叫焊點 一 焊點的形成過程及必要條件 1 焊點的形成 熔化的焊錫借助助焊劑的作用 與被焊接的金屬材料相互接觸時 如果在結合界面上不存在其他任何雜質 那麼焊錫中的錫和鉛的任何一種原子會進入被焊接金屬材料的晶格而生成合金 這樣就形成了牢固可靠的焊點 2 焊點形成的條件 a 被焊接金屬材料應具有良好的可焊性 b 被焊接金屬材料表面要清潔 無氧化 無雜質 第四節 焊點 c 助焊劑選擇適當 d 焊料的成份與性能要適應焊接要求 e 焊接要具有一定的溫度 在焊接時 熱能的作用是使焊錫向被焊接金屬材料擴散并使被焊接金屬材料上升到焊接溫度 便與焊錫生成金屬合金f 一定的焊接時間 焊接的時間是指在焊接全過程中 進行物理和化學變化所需要的時間 它包括被焊接金屬材料達到焊接溫度時間 焊錫的熔化時間 助焊劑發揮作用及生成金屬合金的時間几個部分 二 對焊點的基本要求 1 具有良好的導電性 即焊料與被焊金屬物面相互擴散形成合金屬 2 具有一定的強度 即焊點必須具有一定抗拉強度和抗衝擊韌性 3 焊料量要適當 過少機械強度低 易造成虛焊 過多會浪費焊料 并造成焊點相碰和掩蓋焊接缺陷 15 30 如下圖示 4 焊點表面應有良好的光澤 5 焊點不應有毛刺 空焊 氣泡 6 焊點表面要清潔 有殘留物或污垢 會給焊點帶來隱患 三 不良焊點 生產中由於PCB線路設計 生產中工藝控制以及助焊劑的選擇等因素影響 均會出現不良焊點 所出現的不良時點主要有以下几種 1 短路 現象 兩個分立的接點 因焊錫連通而導致電流跨越 即不同線路上的焊點連在一起 可能原因 加錫位置不當 錫量過多致使焊錫流失 烙鐵移開角度不佳造成焊錫跨越 對策 清除烙鐵頭上殘余焊錫后再進行焊接 情況嚴重都送修護 2 冷焊 虛焊 現象 焊點看似碎裂 不平 焊錫溶化 未與焊點溶合或完全溶合之前凝固 焊錫表面光澤不佳表面粗糙 元件腳松動 如圖 結果 在焊點處形成高電阻造成導電及接著力不佳 可能原因 焊錫冷卻前移動零件 焊接操作台面不平穩 對策 再加熱使其重新溶合 3 錫珠 錫渣現象 飛濺離開烙鐵的焊錫 冷卻后成一片薄片或小珠 滾動或沾附於產品上 結果 易造成短路 可能原因 焊錫過多或操作方法不良 對策 目視檢驗人員將其刮除 4 漏焊 應焊而未焊 5 空焊 假焊 零件腳與PAD間沾有錫 但實際上沒有被錫完全焊接上 如下圖 6 包焊 焊點呈球型 紡錘型 如圖 7 翹銅皮 焊點與PCB板機脫離 8 焊點過大 焊點又圓又胖 事實上焊點過大不能對導電性及抗拉強度有所幫助 反而容易造成短路 a 焊點與相鄰可導電零件距離須大於0 5mm b SOJC PQFP零件兩PIJN腳焊量之最小間距不能小於兩PAD間距的1 2 9 焊錫不足或裸線露出 現象 焊錫之包覆面太薄或不足 焊錫面積要求不得小於焊錫面的75 后果 接點不牢固錫易松動 原因 加熱不足或加熱時間過久而使焊錫流失 對策 補加焊錫 10 錫尖 焊點表面非呈現光滑之連續面 而具有類銳之突起 可能發生的原因 焊接時烙鐵移動速度太快 助焊劑塗怖不足 第一節 手工焊接 第三章 手工焊 靠手工作業方式 用電烙鐵和焊錫線所完成的焊接叫手工焊 手工焊接的特點是操作要準而快 一 手工焊的用途 手工焊主要應用於以下几個方面 1 小批量生產的小型化產品 且有特殊要求的高可靠產品 2 不便使用機器焊接 復雜多變的線路結構 3 對溫度敏感的元器件及維修中需要更換的器件 4 對機器焊接出現的不良焊點進行補焊 二 焊接前的準備 1 為了得到良好的焊接點 PCB的焊盤與元器件的引線一定要保持清潔 PCB的保存時間不宜過長 以防焊盤氧化 影響焊接質量 切勿用由手 汗手及其他油脂物弄髒PCB板焊盤 如果弄髒了 要用無水酒精擦干凈 2 烙鐵的確認 將烙鐵設定於正確焊接溫度 參考一般電子部品手焊接操作條件 并對烙鐵漏電壓及溫度進行點檢 確認無勿后方可使用 3 依實際作業情況準備好合格的焊錫絲 4 佩帶靜電手環進行作業 三 焊接步驟 1 對準焊接點 將烙鐵與焊錫同對準焊接點 2 接觸焊接點 在烙鐵頭的焊劑尚未揮發完時 將烙鐵頭與焊錫絲同時接觸焊接點在較小的焊接點上 由於加熱時間很短 所以在焊錫絲放在焊接點上的同時就可充分熔化焊錫 3 移開焊錫絲和拿開烙鐵頭 在焊錫熔化夠量和焊接點吃錫充分的情況下 移開焊錫絲和拿開烙鐵頭 但要注意移開焊錫絲的時間不要遲於離開烙鐵頭時間 4 對焊接點自檢 迅速焊接時 因每焊接完一個焊點時烙鐵頭上尚余下少量焊錫和劑 所以可以取消上述第一步驟 直接一個一個地用烙鐵頭和焊錫絲接觸焊接點完成焊接 四 注意事項 1 溫度要適當 加溫時間要短 由於PCB焊盤很小 鋼箔薄 每個焊點能承受的熱量很少 只要烙鐵頭稍一接觸 焊接點即可達到焊接溫度 烙鐵頭的溫度下降也不多 接觸時間一長 焊盤就容易損壞 所以焊接時間一定要短 一般以2 3秒為宜 2 焊料與焊劑要適量 焊錫絲的焊劑基本己夠焊接使用 如果再多用助焊劑 則會造成焊劑在焊接過程中不能充分揮發而影響焊接質量 增加清洗焊劑殘余物的工作量 3 焊接CHIP零件必須使用預溫盤對零件進行預溫后再焊接 CHIP零件本體較小 傳熱速度快 驟然的溫差易造成本體破損或影響零件性能 4 焊接時應打開吸煙罩 吸煙儀 由於焊劑在焊溫下會揮發產生小揚釃 HOC6H4COOH 苯基 C6H5OH 鹽酸 HCl 等有毒化合物 吸入這些物質很容易引起頭痛 眼疾及其它有害健康的疾病 因此為保証身心的健康 焊接時應吸煙罩 吸煙儀待保護設備打開 第二節 一般電子部品手焊接操作條件 第一節 電烙鐵 第四章 電烙鐵及預溫盤 一 電烙鐵的種類 電烙鐵分為一般烙鐵與控溫烙鐵 一般烙鐵構造較簡單 其主要規格有 30W 最高溫度約為310 40W 最高溫度約為370 60W 最高溫度約為470 一般烙鐵的溫度可以通過調整烙鐵頭長度來達到所要之溫度 只是可調範圍比較窄 調節不方便 直觀 控溫烙鐵其溫度可調整範圍為攝氏 200 480 或華氏 392 F 896 F 它主要由烙鐵架 海綿 電源主機并附帶電源線 焊接手柄及連線構成 現在我們所使用的白光936型 白色 快克969型 黑色 均為引種類型 雖然控溫烙鐵可以依照電源主機面板上的刻度來調節溫度 但焊接前仍需使用溫度SENSOR量測方能確認正確溫度 二 烙鐵的點檢 1 溫度點檢 將欲量測之烙鐵用海綿清洗后加錫於烙鐵頭上 然后放在測量器的SENSOR中央 待測溫器顯示的數據穩定后直接讀出即為烙鐵的實際溫度 2 漏電壓點檢 將烙鐵插頭正確插入電源插座內 打開電源開關 以電表AC20V檔 測試棒一端接觸烙鐵頭 一端接觸插座接地線讀取電表數值超過5V則為不良 三 烙鐵的保養 使用時 海棉保持濕潤 以便清洗烙鐵頭 烙鐵頭常用錫線清洗 清除表面的氧化層 2 使用完在斷電前先將烙鐵頭清洗到亮一層 然后將溫度調至最低 200 再加錫包住烙鐵頭 最后POWEROFF拔出電源插頭 四 使用烙鐵時的注意事項 1 烙鐵接觸電源有110V與220V之分 使用時切勿插錯 2 烙鐵必須每天不定時進行點檢 3 敲錫渣時應輕輕敲擊 發現烙鐵頭有松動 應扭緊后再使用 4 不能用烙鐵頭敲擊硬物或用硬物去擦拭 刮烙鐵頭 5 使用時注意安全 烙鐵架燙擺放平穩 不用時應將手柄插入烙鐵架 第二節 預溫盤 預溫盤的作用是為了焊接CHIP零件時將CHIP先置於預溫盤上 再由烙鐵頭沾錫將零件稱走或用鑷子取走焊於PCB上 預溫盤的溫度要求為 110 10 一 量測預溫盤溫度方式 1 預溫盤開機30分鐘后再行量測 2 將SENSOR接觸預溫中心 3 量測時SENSOR要貼平量測位置 二 使用預溫盤的注意事項 1 接觸電源后需確認指示燈是否亮 以判定預溫盤是 否工作 2 使用注意安