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焊接理论培训 制作 2011年7月15日 1 培训内容 第一节 焊锡的定义第二节 焊锡原理第三节 焊锡材料第四节 焊接工具第五节 烙铁选用及使用方法第六节 焊接的步骤第七节 焊点良劣辨识第八节 不良焊点的返工第九节 通孔元件的焊接第十节 焊点缺陷的维修第十一节 手动吸锡枪的使用第十二节 Chip元件的焊接第十三节 特殊器件的焊接 高科时代电子工业有限公司 高科 2 第一节焊锡的定义 一 焊锡的定义两件洁净的金属 以第三种低熔点金属接合在一起 使金属面间获得充分电气与机械连接性能 高科 高科时代电子工业有限公司 3 第二节焊锡原理 二 焊锡原理焊锡是将熔化的焊锡附著于洁净的工作物金属表面 此时焊锡成份中的锡和工作物变成金属化合物 相互连接在一起 总之焊锡是利用焊锡作媒介加熱使 二种金属物接合 进而由溶化的焊锡与金属的表面产生合金层 右图为我们公司采购的无铅锡线 环保锡线 供参考之 高科时代电子工业有限公司 高科 4 第三节焊锡材料 一 焊剂1 功用A 清洁被焊物金属表面及其氧化物 B 降低焊锡融化时扩散表面的张力 C 提高焊锡流动性 排除妨害附着因素 D 促使焊锡晶莹化 即光亮之效果 有光泽度 2 助焊剂在基本上 应分为二大类 1 有机焊剂 2 无机助焊剂 3 松香焊剂分为 1 纯松香焊剂 R 2 中度活性松香焊剂 RMA 3 活性松香焊剂 RA 4 超活性松香焊剂 RSA 高科 高科时代电子工业有限公司 5 二 选用事项A 锡线型别RH 含松香心的锡线 B 成分区别通用63 37焊丝组成比例为 63 的Sn 37 的Pb 无铅焊丝的主要组成 96 5 Sn 0 5 松香 3 0 Ag 0 5 CuC 锡线直径0 6 0 8 1 0 1 2mmD 锡线是空芯内含松香的焊料 高科时代电子工业有限公司 6 三 锡线从性质上分有两种1 环保锡线 我司是用绿色环保 ROHS 及 Pb 标签来进行管制的 由于人类对环境保护意识的增强 以后都会使用环保锡线 环保锡线是一种不含铅 镉 铬 汞等有危害的物质的锡线 它的焊接温度比普通锡线要高 一般客户要求 无铅工艺焊接温度是 370 20摄氏度为标准 2 RoHS是对镉 Cd 六价铬 Cr 铅 Pb 汞 Hg 多溴联苯 多溴二苯苯醚 PBB 六种有害物质的抵制 这六种有害物质分别限定的最大浓度分别是 0 01 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 各产品 各国家对ROSH中镉 Cd 六价铬 Cr 铅 Pb 汞 Hg 多溴联苯 多溴二苯苯醚 的含量有不同的PPM要求的 我们要取最小值以便控制生产我司产品 生产DELL要求 100PPM 目标要求 欧盟要求 500PPM以下 3 非环保锡线 是含铅锡线 也是我们最常用的锡线 有铅锡线 目前我们生产的我司产品均为无铅生产工艺 高科时代电子工业有限公司 7 一 烙铁及烙铁的组成 第四节焊接工具 烙铁头 热源体保护管 接地线连接外壳 热源体 接地线连接弹簧 手柄 SLF生产烙铁结构简图如下 高科时代电子工业有限公司 8 A 烙铁头B 热源体C 手柄D 三脚插头电源线连接E 成品 高科 高科时代电子工业有限公司 9 1 烙铁头一般用紫铜制成 对于有电镀层的烙铁头 一般不要用锉刀锉或打磨 因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀 还有一种新型合金烙铁头 寿命较长 但需配专门的烙铁 一般用于固定产品的印制板焊接常用烙铁头形状有以下几种 如图 其中虚线圈标注的为生产常用烙铁头 第五节 烙铁选用及使用方法 高科时代电子工业有限公司 10 高科时代电子工业有限公司 11 高科时代电子工业有限公司 12 二 烙铁架1 用来插放烙铁及放置湿海绵2 必要时须加以固定 三 海绵 锡渣盒为确保拭除残渣 可在海绵上割画裂纹 并于清洗前将缝内及残留在海绵上的锡渣清出倒入回收盒内以免清洗时扎伤手或阻塞排水系统 四 其它 斜口钳 尖嘴钳 固定夹座 清洁工具 砂布 砂纸 橡皮擦 烙铁架 锡渣盒 湿海绵 高科时代电子工业有限公司 13 烙铁选用考虑事项 一 烙铁选用考虑事项1 配合工作物大小 选用适当的瓦特数 再经由适当的端点达到需要的锡点温度 高科时代电子工业有限公司 14 218 2 锡丝熔解温度 深圳市盛联丰电子有限公司 工程部 无铅锡线 熔点218度 15 控制面板 3 烙铁温度设定及检测3 1烙铁温度预设定 注意事项 A 使用时先将温度先行设立在200 左右预热 当温度到达后再设定至300 B 当温度到达300 时须实时加锡于烙铁头 待稳定3 5分钟后 即检测温度是否标准 C 确定无异常后再设定于所需之工作温度 放大图 每按UP键1次对应设定温度将上升1摄氏度 一次类推 预设定所需工作温度 每按DOWN键1次对应设定温度将下降1摄氏度 一次类推 预设定所需工作温度 跟据控制面板温度 刻度线对应基准值 旋转调解旋钮 顺时针旋转设定温度逐暂升高 逆时针旋转设定温度逐暂降低 预调所需工作温度 高科时代电子工业有限公司 16 3 2烙铁温度检测 HAKKO191烙铁温度测量仪 常温下烙铁温度测量仪的显示温度 生产实际烙铁测量仪值 烙铁温度检测中 正在向测量仪 感温线上加锡 提示 烙铁温度测量仪的校验 每年校验一次 经校验合格后的烙铁温度测量仪才能用于正常生产中烙铁温度的检测 注意 A 上图烙铁温度与实际检测温度一致 B 当烙铁预设定温度与实际检测温度不符时 适当调整烙铁设定温度 以实际测量值为准 确保烙铁设定温度和实际检测温度值符合所需工作温度范围要求 高科时代电子工业有限公司 17 二 端头处理新烙铁在使用前的处理 新烙铁在使用前先给烙铁头镀上一层焊锡后才能正常使用 当烙铁使用一段时间后 烙铁头的刃面及周围就产生一层氧化层 这样便产生 吃锡 困难的现象 此时可锉去氧化层 重新镀上焊锡 烙铁头为电镀层的不宜锉 详情如下 1 新端头A 以含有松香心的锡线均匀环绕于尖端 B 通电加热 预热200度左右 3 5分钟后调至所需温度 C 待锡线熔化 以湿海绵擦干净 D 循环二至三次 高科时代电子工业有限公司 18 2 一般使用通则A 烙铁头氧化 用细砂纸或砂布将冷却的端头表面磨擦干净 再插回通电 以新端头方式处理 B 在任何情形下 不可将已取下烙铁头的烙铁通电加热 这会使烙铁内部氧化 C 烙铁冷却以后 将端头取下装妥 不得在使用中拆装端头 以免端头与烙铁在外力下损坏 D 若烙铁短时不用或待用 需在烙铁头上加锡保养 延长烙铁头使用寿命 长期不使用 取下烙铁端头后须密封住 用防潮袋装好 以免内部氧化腐蚀 E 使用烙铁前 检查电源线是破损 脱线 缠绕其它物品现象 使用时不可拉扯电源线等硬件结构 F 每一焊接循环 均需将端头上的残渣及氧化的锡用湿海绵或加锡去除 动作轻巧以避免锡渣烫伤人 或其它物件 G 使用中的烙铁头 若发现端头有损伤或针孔 立即停止使用 或更换新端头 否则将伤及被焊物品 H 使用中不可用烙铁头敲击支架或锡渣盒 以免锡渣飞溅及烙铁损坏 3 烙铁头温度测量仪HAKKO191烙铁温度测量仪 具体使用及保养详见HAKKO191烙铁温度测量仪操作规范 4 基本动作要领A 焊接缺陷修复类别B 烙铁持拿法 高科时代电子工业有限公司 19 焊接缺陷的修复类别 当完成PCBA焊接检查后 发现有缺陷的PCBA就需求进行维修 返修PCBA有两种方法 采用恒温烙铁 手工焊接 进行返修 采用返修工作台 热风焊接 进行返修 不论采用那种方式都要求在最短的时间内形成良好的焊接点 因此当采用烙铁时要求在少于3秒的时间内完成焊接点 通常是1 3秒 焊接时间过长会使锡丝中的助焊剂 松香 完全蒸发 从而降低焊锡流畅性 导致焊点起毛剌 不光 不亮 要修复这样的焊点必须再加一点锡丝或助焊剂再焊接 可达到焊锡效果 高科时代电子工业有限公司 20 反握法 是用五指把电烙铁的柄握在掌中 此法适用于大功率电烙铁 焊接散热量较大的被焊件 正握法 就是除大拇指外四指握住电烙铁柄 大拇指顺着电烙铁方向压紧 此法使用的电烙铁也比较大 且多为弯型烙铁头 握笔法 握电烙铁如握钢笔 适用于小功率电烙铁 焊接小的被焊件 本公司采用握笔法 烙铁持拿法 高科时代电子工业有限公司 21 第六节 焊接的步骤 使用带松香的管形焊锡丝 要一手拿电烙铁 一手拿焊锡丝 准备动作 清洁烙铁头 将锡线和烙铁头指向焊接点 预热 烙铁头触向焊接点加热 焊锡的熔化 微移烙铁头使锡量分布到焊接的每一部位 移开锡线 动作要快 时间要准 否则会造成焊点不良 移开电烙铁 抽出烙铁 时间 方向决定焊接效果 把烙铁头接触焊盘 把锡线放在烙铁头与焊盘之间 形成热桥 然后快速地把锡线及烙铁头移动到焊接点区域 焊锡溶化分布到焊盘的每一部位后 立即移开锡线 烙铁 完成焊接 焊接中的通常有使用不适当 温度高低 压力过大 延长居留时间 或者三者未做到一起匹配 造成对PCB或元器件的损坏现象 一 手工焊接五大步骤 高科时代电子工业有限公司 22 步骤一 准备动作动作 烙铁与锡丝指向焊接点 说明 意识上要清楚的指明焊接的真正位置 清洁烙铁头 准备焊接 高科 高科时代电子工业有限公司 23 步骤二 预热动作 烙铁触向焊接点的金属面上 说明 主要是加热到足以熔解焊锡 图示为S160主板 LCD FPC补焊 预热中 高科 高科时代电子工业有限公司 24 步骤三 焊锡的熔化动作 锡丝指向被焊金属面 供给适当焊锡量 说明 焊锡应置于被焊金属面上 必要时需移动锡丝促使锡能分部到需要焊接的每一部位 图示为S160主板 LCD FPC补焊 锡线溶化焊接中 高科 高科时代电子工业有限公司 25 步骤四 移开锡丝动作 焊锡适量熔化且分布到焊接的部位后 即移开锡线 说明 移开锡线的动作要快 时间要准 否则会造成焊点不良 图示为S160主板 LCD FPC补焊 焊接即将完成 正在移开锡线 待移开烙铁 高科 高科时代电子工业有限公司 26 步骤五 抽出烙铁 完成焊接作业动作 抽出时间应较移开锡丝稍为慢0 5秒说明 抽出烙铁的时间及时间方向 对焊接结果是具决定性的 但要在实际操作后 才能体会出此要领 故需多加练习 图示为S160主板 LCD FPC补焊 焊接完成 正在移开烙铁 高科 高科时代电子工业有限公司 27 二 焊接注意事项 1 烙铁头每次通电前先去除烙铁头上残留的氧化物 污垢或助焊剂 并将发热管体内杂质清出 以防烙铁头与发热体或套筒卡死 随时锁紧烙铁头以确保其在适当位置 2 烙铁开启使用时先将温度设立在200 左右预热 当温度到达后再设定至300 到达300 时须实时加锡于烙铁头 使烙铁头全部沾上锡 待稳定3 5分钟后 用HAKKO191烙铁温度测量仪检测温度是否标准 再设定烙铁所需之工作温度 3 在焊接时 不可将烙铁头用力下压或挤压被焊接之物体 焊盘或引脚等 不可用力磨擦方式焊接 如此并无助于热传导 而且有损伤烙铁头或主板焊盘之隐患 4 不可用粗糙面之物体磨擦烙铁头 高科 高科时代电子工业有限公司 28 5 不可使用含氯或酸之助焊剂 6 不可加任何化合物于沾锡面 7 较长时间不使用时 将温度调低至200 以下为宜 并将烙铁头加锡保护 勿擦拭 短时间待用时 只需将烙铁头加锡即可 只有在焊接时才可在湿海绵上擦拭 重新沾上新锡于烙铁头尖端 斜面 刀口 部位 8 当天工作结束后 不焊接时将烙铁头擦拭干净 重新沾上新锡于尖端 斜面 刀口 部位 并将之存放在烙铁架上及关闭电源 9 若沾锡面已氧化不能沾锡 或因flux引起氧化膜变黑 用海绵也无法清除时 可用600 800 砂纸轻轻擦拭 然后用内有助焊剂之锡丝缠绕烙铁头尖端 斜面 刀口 沾锡面 予以如上第2点要求逐步骤加热完全溶解锡线 并同时循环增加锡量 锡线缠绕烙铁端头 直到使锡线溶化后能附着于烙铁端头 高科 高科时代电子工业有限公司 29 一 手工焊接检验标准 焊点最基本的三个要求是 圆 光 亮 圆 也就是焊点表面要求成圆椎形 圆润 不能出现焊盘焊锡不饱满 假焊 虚焊 半边焊等现象 光 也就是焊点表面要求光滑 不能有毛剌或成两层焊 拉尖等现象 亮 也就是焊点表要求有有光泽 无冷焊 锡渣 锡球 锡连等现象 也就是要求我们在焊接中要保持铬铁工具的清洁 掌握好焊接时间 不要因为焊接时间过久而使锡氧化或其它焊接缺陷 可信赖的焊点 必定具有光泽的表面和良好的附着性 第七节 焊点良劣辨识 高科 高科时代电子工业有限公司 30 二 可信赖的焊点 1 必须具有光泽的表面和良好的附着性 2 焊锡完全包裹于被焊物连接处 但被焊物 如组件引脚 的轮廓仍透过锡层清晰可见 焊点表面不能有凸点或小孔等缺陷 3 焊锡熔化后 向洁净的被焊区或 焊盘 扩散 待焊锡凝固后 应形成有缓慢坡度的光亮焊点 高科 高科时代电子工业有限公司 31 三 焊后检查 1 焊点及被焊物是否有漏焊 2 焊点的光泽是否良好 3 焊点的焊料是否饱满 但不得包焊 4 焊点的周围是否有残留的焊剂 锡渣 锡球 5 焊点 及焊点周边元器件 是否有连焊 锡桥 6 焊点是否有拉尖 毛刺 7 焊点是否有无裂纹 8 焊点是否有凹凸不平 9 焊盘是否有脱落或局部翘起之缺陷 10 被焊物件是否有虚焊 假焊 冷焊等缺陷 被焊物件是否有松动或脱落之现象 高科 高科时代电子工业有限公司 32 典型焊点的外观 如下图所示 高科 高科时代电子工业有限公司 33 四 拆焊 1 烙铁头加热被拆焊点时 焊料完全熔化时 就立即按垂直向下的方向将元器件的引脚拔出 根据物体重力的方向 垂直向下原理 拆焊操作中可实时 适度 用力将PCBA 拆焊元件向下 做垂直振动 使拆焊元件自然脱落 无论元器件的安装位置状况 是否容易取出 都不得强拉或扭转元器件 以免损坏PCB线路板和其它元器件 2 拆焊时不要用力过猛 不得用电烙铁头去撬和晃动接点 一般接点不允许用拉动 摇动 扭动等办法去拆除焊元器件 3 当插装新元器件之前 必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净 否则在插装新元器件引线时 将造成线路板的焊盘翘起或脱落 在线维修操作员要留意拆焊操作方法与技巧 高科 高科时代电子工业有限公司 34 第八节 不良焊点的返工 不良焊点的返工步骤为先吸除不良焊点的焊锡 再将焊片及组件引脚处理干净 再按正常焊接步骤重新进行焊接 一 除焊方式及步骤除焊方式主要有多股绞线吸除法 真空吸锡器吸除法 热驱动气流除焊法 通常为这三种 具体方法介绍 A 以肩花 蛇皮 线吸除法 以多股线吸除熔融焊锡的方式 1 如有必要时 将热度隔离器 散热夹 装置于热敏组件与焊接点间 2 以多股线为吸收材料 应将其绝缘皮去掉 每循环剥除约30MM左右 3 将已去除绝缘皮的多股线置于焊剂液内或沾抹少量的促焊剂 高科 高科时代电子工业有限公司 35 4 将浸沾焊剂之股线 置于待除焊的接点上 同时用烙铁在股线加热 5 溶化的焊锡会渗透于股线 当焊锡浸满股线时 立即移开烙铁和股线 然后视除焊情况 再重复循环直至除焊工作完毕 6 第4 5两项总时间不得超过5秒钟 通常在3秒内完成 时间过长会导致焊盘脱落或翘起 并使该焊点冷却至少30秒后再进行第二循环 7 此除焊方式 所需温度较高 且热量聚集于一点 故应采跳焊之除焊方式为较佳 高科 高科时代电子工业有限公司 36 B 以真空吸锡器具吸除法 利用真空吸收作用 将熔化焊锡吸出之方式1 将该工具除焊嘴抵住焊接点 同时将烙铁头触向焊点的另一边加热 2 当接点焊锡熔解时立即按下吸锡器旁的按钮 注意时间 动作及位置的密切配合 3 将除焊嘴对正容器 或废料盒 重新压下中心弹簧轴 将吸入残渣挤出 高科 高科时代电子工业有限公司 37 C 以热驱动气流除锡法 一种新式除焊设备 可随焊锡接物调整适当温度1 选出大小适宜的退焊嘴 并予以安装稳当 2 将该设备通电 于控温钮调整出工作物需求的温度 3 以反握法持拿吸锡具 并随时预备启动开关 脚踏式 进行除锡工作 4 以除焊嘴对正焊点 当焊锡开始熔化时 即轻摇吸锡具 注意不可以将除焊嘴直接触及锡垫 直到由零件脚之松动 明显感觉到焊锡已完全熔解 此时立即启动开关将焊锡吸除 从对准焊点加热后 摇动退焊嘴一直到移开烙铁 此循环时间需3秒内完成 5 热驱动除焊具的优点 可以单手来完成加热与吸除的工作 并因基于作业时所吸 吹之气流能降低焊点温度 而对加热的锡热无破坏性 锡垫受损 是除锡常发生的后遗症 6 除焊后 组件引脚往往有残留的焊剂及焊锡残渣 为便于重新焊接和保证重焊质量 应将这些残留物清除 用静电刷和无尘布蘸取适量酒精将其清除 高科 高科时代电子工业有限公司 38 第九节通孔元件的焊接 操作步骤确认元件的方向和位置插装元件清洁烙铁头定位元件每个焊点的焊接 清洁烙铁头 预热 焊盘 焊件紧密接触熔化焊料 移开锡丝 移开烙铁45度左右 结束焊接并加锡保养烙铁头 注意事项1 通孔元件的焊接 不允许拖焊 只能点焊 2 焊点 要求一次性焊好 不能蜻蜓点水焊接 3 定位的焊点 不要选择接地焊盘 花焊盘 4 定位焊点需重新加锡焊接 1 2 3 4 5 6 高科 高科时代电子工业有限公司 39 五步法焊接 1 2 3 4 5 6 高科 高科时代电子工业有限公司 40 多引脚元件定位两端 方形引脚的元件定位两对脚 高科 高科时代电子工业有限公司 41 第十节通孔元件的焊点缺陷的维修 缺陷种类连锡 多锡 拉尖 虚焊 针孔 少锡 维修步骤清洁烙铁头