统计技术应用讲解

统计技术应用 一 统计概念 二 质量管理常用的工具 1 以数理统计为基础的七种工具 1 直方图 柱状图 2 控制图 管制图 略 3 排列图 柏拉图 4 因果图 特性要因图 5 散布图 相关分析 6 分层法 层别法 7 调查表 查核表 2 以开发思维为主的新七种工具 简介 1 关联图 2 系统图 3 网络图 4 矩阵图 5 过程决策程序图 6 矩阵数据分析 7 KJ 法 三 抽样检查的原因与应用 四 工序质量控制 略 五 全面质量管理的基本方法 PDCA 循环 一 统计的概念 在质量管理中 由于管观的 质量 经常变动 不管如何精密的设备 多么谨慎地操作 产品质量 总是存在一定的偏差 然而这种偏差具有统计的规律性 统计方法就是掌握产品质量的统计分布 再按统计推理 进而预测的控制产品质量的方法 抓住 统计规律 可预计全部产品的情况而用不看去注意单个产品 并能从杂乱的变动中找到规律性 例如 验收一批电阻时 从中随机抽出几十个电阻作为子样 测量其电阻 值 然后根据测量结果决定这批电阻是否全部合格 在此对测得的每一组数据是否满足规定要求不是主 要的 主要是根据这些数据的推断结果决定整批产品是否合格 在电子产品生产中 为了更深入的研究产品现象 需要把产品试验的结果数量化 以便于进行数据 分析 在质量管理活动中 必须处理各种各样的计量数据和计数数据 而这些数据又总是波动的 分散 的 即使是同一批来料 同一台设备 同一操作者 生产同一型号的产品也是如此 产品或工序所具备 的这些数据特性就是所谓的随机特性 而大量的随机特性总是遵循看一定的规律 故可用数字方法处 理 因而我们必须了解各种统计方法 二 质量管理常用的工具 1 以数理统计为基础的七种工具 1 直方图 柱状图 用以表示质量数据离散程度的一种图形 作用 a 用于分析 b 用于管理 c 用于工序能力调查 d 用于报告 作法 a 收集数据 b 找出最大值与最小值 求极差 R MAX MIN c 确定组距和组数 N 数据 组数 50 100 60 10 100 250 10 15 250 以上 10 20 d 确定组界 Xmin 组距 2 e 计算各组组中值 Xi Xi 某组上限 某组下限值 2 f 计算频数 相对频数和累计频数 频数 落在每个组的数目 相对频数 频数 样品值总数 累计频数 将相对频数偏差 S h 作频率直方图 SDL 03 07 02 00 频率 相对频率 概率分布曲线 直方图 阻值 2 排列图 柏拉图 作法 1 统计不良原因 且将其分类 2 统计不良数量 并计算累积损坏数量 3 计算不良品相对频数和累积相对频数 4 用从坐标表示不良数量和累积相对频数 横坐标表示不良因 作图 不良数量 累计相对频数 不良原因 分析 不良原因可分为 A B C 三类 累计相对频率 0 80 为 A 类 是关键原因 80 90 为 B 类 是重要原因 90 100 这 C 类 是次要原因 其中 A 类因素是影响质量的关键原因 质量改善的主要对象 3 因果图法 图 特性要因图 因果图用于分析影响问题的主要原因 使用步骤 召集相关人员 挂一张纸或找一个白板 搜集所有可能的原因 找出最出原因 4MIE 将结果重新制作一图 并实施 5W 1H 人原材料 環境設備工藝 不良內容 3 散布图法 相关分法 散布图是定量的掌握两变量之间的关系 把测量值用点书在如左图所示的图上 用纵坐 标表示变量 Y 横坐标表示变量 X 称此图为散布图 散布图是用来分析判断 研究两变量之间 存在有相关关系以及相关联程度的方法 散布图的绘制 1 把相对应的两 组数据 X Y 收集起来一般有 30 组数据 2 分别找出 X 和 Y 的最大值和最小值按一定比例特性变量 X 和标注在坐标纸上 散布图的观察分析 散布图进行观察 便可了解和这两 个变量间是否存大相关关系 a X 增加时 Y 大体上以直增加 b X 增加时 Y 亦增大 但不能清楚地看出二者间的线性关系 c 难以看出 X 和 Y 间的关系 d X 增加时 Y 亦便减小 但直线关系不明显 e X 增加时 Y 大体上是直线性的减小 f X 增加时 Y 增加 但 X 超过一定数值后 X 再增加 Y 反面而减小 Y Y Y X X X 强正相关 弱正相关 不相关 a b c Y Y Y X X X 强负相关 弱负相关 曲线相关 d e f 4 分层与调查表 分层又叫分类 是根据不同情况深入分析质量问题的一种方法 A B 调查表是分析原因的一种方法 常用调查表这一形式对数据进行整理 从而找出原因 三 抽样检查的原理与应用 抽样检查就是根据数理统计原理 对供货商和接收双方的利益 要求 承担风险都作了统一考虑 后 规定产品质量水平 由此对批量大小 子样大小 判定示准等都作出规定的本种检查方法 抽样检查的术语 抽 样 合格判定数 C 或 AC 批检品 接收水平 AQL 关检品 拒收水平 LROPD 子样品 生产者风险 PR 第一种错误 消费者风险 CR 第二种错误 抽样方式 1 标准型 1 调整型 3 挑选型 4 边续生产型 1 计数调整型抽样检查 美国军用标准 MIL STD 105E D 日本工业标准 JISZ9015 国际标准 ISO2859 国标 GB2828 81 调整型抽检方案的特点 消费者可以调整抽样检查的宽严程度 在一般情况下使用 正常检查 方 案 当抽检结果表明产品质量水平明显变好时 则转到 放宽检查 方案 当抽检结果表明产品质量水平 明显变差或生产不稳定时 转换到 加严检查 从而促使生产者提高产品质量 1 产品质量水平 过程平均不合格率 P K 批产品中不合格的总数 K 批产品总数 缺陷及不合格品的分类 调整型方案是根椐缺陷的重要性 缺陷对产品功能受到影响的程度而划分为致命缺陷 严重缺 陷及轻微缺陷三种类型 2 接收质量水平及检查水平 a 接收质量水平又称合格质量水平 简称 AQL AQL 一般用不合格品率或每 100 单位缺陷数表示 AQL 确定方法 根据用户的要求 根据过程平均 根据缺陷级别 由供求双方协商 b 检查水平 ISO 标准规定了七个检查水平 即特殊 S 1 S 2 S 3 S 4 四级和一般 I 三级 3 ISO 抽检方案的构成 ISO2859 标准主要由下列表所构成 a 转换规则表 b 抽样安码表 c 抽样方案表 d 放宽检查界限表 4 抽样表的使用步骤 a 首先决定质量标准 即具体规定产品合格与不合格的标准 b 选定接收质量水平 AQL c 决定检查水平 d 选择抽检形式 e 决定检查的宽严程度 f 形成检查批量 并决定批量大小 N g 根据批量和检查水平查得子样字码 再根据子样字码及确定的 AQL 求抽检方案 h 按规定抽取子样 并检查子样 统计不合格品数或缺陷数 i 判定本批是否合格 不合格品数 D AC 时合格 D RC 时不合格 注 放宽检查中 AC D RC 则本批合格 下批转为正常称 附条件合格 j 按转换规则决定下一批采用的抽检方案的宽严程度 五 全面质量管理的基本方法 最基本就是按照 PDCA 管理循环原理 不断地进行循环 PDCA 是美国质量管理专家戴明提出的 又称戴明循环 P plan 计划 D do 实施 C check 检查 A acction 处理 PDCA 四个阶段 八个步骤 充分运用了七种工具 P 阶段 1 寻找问题 2 寻找产生问题的原因 4MIE 3 找出主要原因 4 制定措施计划 5WIH D 阶段 5 执行措施计划 C 阶段 6 检查执行效果 A 阶段 7 巩固成绩 进行标准化 8 寻找遣留问题为下一个提供依据 焊接技术 焊接是制造电子产品的重要环节之一 如果没有相应的工艺质量保证 任何一个设计精良的电子装 置都难以达到设计指标 在科研开发 设计研制 技术革新的过程中 不可能也没有必要采用自动设 备 经常需要进行手工装焊 在大量生产中 从元器件的选择测试 到电路板的装配焊接 都是由自动 化机械来完成的 例如自动测试机 组件清洗机 搪锡机 整形机 插装机 波峰焊接机 印制板剪腿 机 印制板清选机等 已经开始在国内推广 这些由计算器控制的生产设备 在现代化的大规模电子产 品生产中发挥了重要的作用 有利于保证工艺条件和装焊操作的一致性 提高产品质量 一 焊接分类现锡焊的条件 1 焊接的分类 焊接技术在电子工业中的应用是非常广泛的 图 5 12 所示是现代焊接技术的主要类型 在电子 工业中 几乎各种焊接方法都要用到 但使用最普遍 最有代表性的是锡焊方法 锡焊是焊接的一种 它是将焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热到锡焊温度 在焊件不溶化的情况下 焊料熔化并浸润焊接 面 依靠二者的扩形成焊件的连接 其主要特征有以下三点 1 焊料溶点低于焊件 2 焊接时将焊料与焊件共同加热到锡焊温度 焊料熔而焊件不熔化 3 焊接的形成依靠熔化状态的焊料浸润焊接面 由毛细管作用使焊料进入焊件的间隙 形成 一个结合层 从而实现焊件的结合 冷压焊 不 加 热 超声波焊 爆炸焊 电阻焊 储能焊 加 压 焊 加 热 到 塑 性 脉冲焊 加热或不加热 商频焊 扩散焊 对焊 接触焊 点焊 加热到局部熔化 锻 焊 缝焊 磨擦焊 电渣焊 等离子焊 电子束焊 手工焊 金属焊接 熔 焊 电弧焊 埋弧焊 母材熔化 激光焊 气体保护焊 热剂焊 气 焊 手工 烙铁焊 锡 焊 浸焊 波峰焊 注 软锆焊 焊料 再流焊 熔点 450 软锆焊 焊料 硬点 450 火焰锆焊 铜焊 银焊 锆 焊 碳弧锆焊 母材熔化 电阻锆焊 焊接熔化 高频感应锆焊 真空锆焊 2 锡焊必须具备的条件 进行锡焊 必须具备的条件有以下几点 1 焊件必须具有良好的可焊性 不是所有的金属都有良好的可焊性 有些金属如铬 钼 钨 等的可焊性就非常差 有些金属的可焊性又比较好 如紫铜等 在焊接时 由于高温使金 属表面产生氧化膜 影响材料的可焊性 为了提高可焊性 一般采用表面镀锡 镀银等措 施来防止表面的氧化 2 焊件表面须保持清洁 为了使焊锡和焊件达到良好的结合 焊接表面一定要保持清洁 即 使是可焊性良好的焊件 由于储存或被污染 都可能在焊件表面产生有害的氧化膜和油污 在焊接前务必把污膜清除干净 否则无法保证焊接质量 3 要使用合适的助焊剂 不同的焊接工艺 应选择不同的助焊剂 如镍铬合金 不锈钢 铝 等材料 没有专用的特殊焊剂是很难实施锡焊的 在焊接电子线路板等精密电子产品时 为使焊接可靠稳定 通常采用松香助焊剂 一般 是用酒精将松香溶解成松香水使用 4 焊件要加热到适当的温度需要强调的是 不但焊锡要加热到熔化 而且应该同时将焊件加 热到能够熔化焊锡的温度 3 焊接前的准备 3 1 可焊性处理 镀锡 为了提高焊接的质量和速度 避免虚焊等缺陷 应该在装配以有对焊接表面进行表面进行可焊 性处理 镀锡 没有经过清洗并涂覆助焊剂的印制电路板 要按照第四鄣中介绍过的方法进行处理 在 电子元器件的待焊面 引线或其它需要焊接的地方 镀上焊锡 是焊接之前一道十分重要的工序 尤其是 对于一些可焊性差的元器件 镀锡更是至关紧要的 专业电子生产厂家都备有专门的设备进行可焊性处 理 镀锡 实际就是液态焊锡对被焊金属表面浸润 形成一既不同于被焊金属又不同于焊锡的结合 层 由这个结合层将焊锡与待金属这两种性能 成分都不相同的材料牢固连接起来 镀外销有以下工艺要点 3 1 1 待镀面应该清洁 有人认为 既然在锡焊时使用焊剂助焊 就可以不注意待待焊表面的清洁迪是错误的想法 因 为这样会造成虚焊之类的焊接隐患 实际上 焊剂的作用主要是在加热时破坏金属表面的氧化层 但它 对锈迹 油迹等并不能起作用 各种元器件 焊片 导线等都可能在加工 存贮的过程中带有不同的污 物 对于较轻的污垢 可以用酒精或丙酮擦洗 严重的腐蚀性污点 只有用刀刮或用砂纸打磨等机械办 法去除 直到待焊面上露出光亮金属本色为止 在专业条件进行装配焊接 首先要仔细观察无器件的引线原来是哪种镀层 按照不同的方法进 行清洁 一般引线上常见的镀层有银 金和铅锡合金等几种材料 镀银引线容易产生不可焊接的黑色氧 化膜 必须用小刀轻轻刮去 直到露导线的紫铜表面 如果是镀金引线 因为 基材难于镀锡 要注意 不能把镀金层刮掉 可以用绘图用的粗橡皮擦去引线表面的污物 镀铅锡合金的引线可以在较长的时间 内保持良好的可焊性 所以新购买的正品元器件 铅锡合金镀层在可焊性合格的期限内 可以免去对引 线的清洁和镀锡工序 然后 对经过清洁的元器件引线浸涂助焊剂 酒精松香水 对那些用小刀刮去氧化膜的线线 还要进行镀锡 3 1 2 温度要足够 被焊金属表面的温度 应该接近焊锡熔化时的温度 才能与焊锡形成良好的结合层 要根据焊 件的大小 使用相应的焊接工具 供给足够的热量 由于元器件所承受温度不能太高 所以须掌握恰到 好处的加热时间 3 1 3 要使用有效的焊剂 在焊接电子产品时 广泛使用酒精松香水作为助焊剂 这种助焊剂元腐蚀性 在焊接时去除氧 化膜 增加焊锡的流动性 使焊点可靠美观 正确使用有效的助焊剂 是获得合格焊点的重要条件之一 应该注意 松香经过反复加热就会碳化失效 松香发黑是失效的标志 失效的松香是不能起到 助焊作用的 应该用时我 否则 反而会引起虚焊 3 2 生产中的元器件镀锡 在小批量生产中 可以按照图 5 13 所示的操作步骤 使用锡锅进行镀锡 还有一种专用锡锅是 利用感应加热的原理制成的 无论使用哪一种 都要注意保持锡的合适温试 既不能太低 但也不能太 高 否则锡的表面将被很快氧化 焊锡的温度可根据液态金属的流动性作出大致的判定 温度高 则流动 性好 温度低 则流动性差 电炉的电源可以通过调压器供给 以便于调节锡锅的最佳温度 在使用过 程中 要不断用铁片刮片锡锅里熔融焊锡表面的氧化层和杂质 在业余条件下 一般不可能用锡锅镀锡 也可以作蘸锡的电铬铁沿着浸蘸了助焊剂的引线加 热 注意使引线上的镀锡层薄而均匀 待焊件 电子元器件的引线等焊接面 在经过镀锡以后 良好的镀层表面应该均匀光亮 没有颗 粒用凹凸点 如果镀后立即使用 可以免去浸蘸助剂的步骤 假如原来焊件表面污物太多 要在镀锡之 前采用机械办法预先去除 调压器 220 大规模生产中 从元器件清洗到镀锡 都由自动生产线完成 中等规模的生产亦可使用搪锡机 给元器件镀锡 还可以用化学方法去除焊接面上的氧化膜 研究成果表明 国产元器件引线的可焊性已经取得了较大的进步 元器件在存储 15 个月以后 引线上的锡铈镀层仍然具有良好的可焊性 对于此类元器件 在规定期限完全可免去镀锡的工序 现在 市场上常见的元器件大多是采用这种方法处理过的 为保证表面镀锡层的完好 大焊接前不要用刀 砂 纸等机械方法或化学方法磨表面 也有一些元器件是早年生产的 引脚表面大多氧化 大使用前必须做 好处理 以保证焊接质量 3 3 多股导线镀锡 大一般电子产品中 用多股导线进行连接还是很多 连接导线的焊点发生故障是比较堂见的 这同导线接头处理不录有很大关系 对导线镀锡 要把握以下几个要点 3 3 1 剥去绝层不要伤线 使用剥线钳剥去导线缘层 若刀口不合适或工具本身质量不好 容易造成多股线头中有少数几 根断掉或者虽未断离但有压痕 这样的线头在使用容易断开 3 3 2 多股导线的线头要很好绞合 剥好的导线端头 一定要先将其绞合大一起 否则在镀锡时就会散乱 一两根散线也很容易造 成电气故障 3 3 3 涂焊剂镀锡要留有余地 通常在镀锡前要将导线头浸蘸松香水 有时 也将导线搁在放有松香的木板上 用烙铁给导线 端头敷涂一层焊剂 同时也镀上焊锡 要注意 不要让锡浸入到导线的绝缘皮中去 最好在绝缘皮前留 出 1 3mma 的间隔 使这段没有镀锡 这样镀锡的导线 对于穿管是很有利的同时也便于检查导线 4 手工烙铁焊接技术 使用电烙铁进行手工焊接 掌握起来并不因难 但是又有一下的技朮要领 长期从事电子产品 生产的人们总结出了焊接的四个要素 又称 4M 材料 工具 方式 方法及操作者 其中最主要的当然还是人的技能 没有经过相当时间的焊接实践和用心体验 领会 就不能掌 酒精焊劑酒精松香水 握焊接的技术要领 即使是从事焊接工作较长时间的技术工人 也不能保证每个焊点的质最 只有充分 了解焊接原理再加上用心的实践 才有楞能在较短的时间内学会焊接的基本技能 下面介绍的一些具体 方法和注意要点 都是实践经验的总结 是初学者迅速掌握焊接技能的快捷方式 初学者应该勤于练习 不断提高操作技艺 不能把焊接质最问题留到整机电路调度的时候再去 解决 4 1 焊接操作的正确姿势 掌握正确的操作姿势 可以保证操作者的身心健康 减轻劳动伤害 为减少焊剂加热时挥发出 的化学物质对人的危害 减少有害气体的吸入量 一般情况下 烙铁到鼻子的距离应不少于 20cm 通常 以 30cm 为宜 电烙铁有碱种握法 如图 5 14 所示 反握法的动作稳定 长时间操作不易疲劳 适于大功率烙 铁的操作 正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作 一般在操作台上焊接印刷制板等焊件时 多 采用握笔法 焊锡丝一般有两种法 如图 5 15 所示 由于焊锡丝中含有一定比例的铅 而铅是对人体有害的 一种金属 因此操作时应该戴手套或大操作后洗手 避免食入铅尘 电烙铁使用以后 一定要稳妥地放大烙铁架上 并注意导线等物不要碰到烙铁头 以免烫伤导 线 造成漏电等事故 4 2 焊接操作的基本步骤 掌握好烙铁的温试和焊接时间 选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置 才可能得到良好的焊点 正确的焊接操作过程可以分成五个步骤 如图 5 16 所示 1 准备施焊 左手握烙铁 进入备焊状态 要求烙铁头保持干净 无焊渣等氧化物 并在表面 镀有一层焊锡 2 加热焊件 烙铁头靠在两焊件的连接处 加热整个焊件全体 时间大约为 1 2 秒种 对于在 印制板上焊接元器件来说 要注意使烙铁头同时接触焊盘和元器件的引线 例如 图 5 16 b 中的导线与接线柱要同时均匀受热 3 送入焊丝 焊件的焊接面被加热到一定温度时 焊锡丝从烙铁对面接触焊件 注意 不要把 焊锡丝送到烙铁头上 4 移开焊丝 当焊丝熔化一定量后 立即向左上 45 方向移开焊丝 5 移开烙铁 焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后 向右上 45 方向移开烙铁 结束焊接 从 第三步开始到第五步结束 时间大约也是 1 2 分钟 对于热容量小的焊件 例如印制板上较细导线的 连接 可以简化为三步操作 1 准备 同上步骤一 2 加热与送丝 烙铁头放大焊件上后即放入焊丝 a b c d e 3 去丝移烙铁 焊锡在焊接面上扩散达到预期范围后 立即取开焊丝并移开烙铁 并注意焊丝 的时间不得滞后于移开烙铁的时间 对于有为收低热 量的焊件而言 上述整个过程不过 2 4 秒钟 各步骤时间的切奏控制 顺序 的准确掌握 动作的熟练协调 者都是要通过大量实践并用心体会才能解决的问题 有人总结 出了大五步骤操作法中用数秒的办法控制时间 烙铁接触焊点后数一 二 约 2 秒钟 送入焊丝 后数三 四 移开烙铁 焊丝熔化量要靠观察决定 此办法可以参考 但由于烙铁功率 焊点 热窬一的差别等因素 实际掌握焊接火候并无定郸可循 必须具体条件具体对待 试想 对于 一个热量较大的焊点 若使用功率较小的烙铁焊接时 大上述时间内 可能温度还不能使焊锡 熔化 那么还谈什么焊接呢 4 3焊接温度与加热时间 适池的温度对形成良好的焊点是不可少的 这个温度究竟如何掌握呢 当根据有关数据 可以很清楚地查出不同的焊件材料所需要的量佳温度 得到有关曲线 但是 在一般的焊接过 程中 不可能使用温度计之类的仪表来随时检测 而是希望用更直观明确的方法来了解焊件温 度 经过度验得出 烙铁头在焊件上停留的时间现焊件温度的升高是正比关系 同样的烙铁 加热不同热窬一的焊件时 想达到同样焊接温度 可以通过控制加热时间来实现 但在实践中 又不能仅仅依此关系决定加热时间 中 用小功率烙铁加热较大的时件时 无论烙铁停留的时 间多长 焊件的温度也上不去 原因是烙铁的供热容量小于焊件和烙铁在空气中散失的热量 此外 为防止内部过热损坏 有些元器件也不允许长期加热 加热时间对焊和焊点的影响及其外部特征是什么呢 如果加热时间不足 会使焊料不能充 分浸润焊件而形成松香夹渣而虚焊 反之 过量的加热 除有可能造成元器件损坏以外 还有 如下危害和外部特征 1 焊点外观变差 如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热 将使助焊剂全部 挥发完 造成熔态焊锡过热 当烙铁离开时容易拉出锡尖 同时焊点表面发 出现粗 糙颗粒 失去光泽 2 高温造成所加松香助焊剂的分解碳化 松香一般在 210 开始分解 不仅失去助焊剂 的作用 而且造成焊点夹渣形成缺陷 如果在焊接中发现松香发黑 肯定是加热时间 过长所致 3 过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层 导致铜箔焊般的剥落 因此 在适当的加 热时间里 准确掌握加热火候是优质焊接的关键 4 4焊接操作的具体手法 在保证得到优质的目标下 具体的焊接操作手法可以因人而异 但下面这些前人总结的方 法 对初学者的指导作用是不可忽略的 1 保持烙铁头的清洁 焊接时 烙铁头长期处于高温状态 又接触焊剂等弱酸性物质 其表面很容易氧化并 沾上一层黑色杂质 这些杂质形成隔热层 妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导 因 此 要注意在烙铁架上蹭去杂质 用一块湿布或湿海棉随时擦拭烙铁头 也是常用的 方法之一 对于普通烙铁头 在污染严重时可以使用锉刀锉去表面氧化层 对于长寿 命烙铁头 就绝对不能使用这种方法了 2 靠增加接触面积来加快传热 加热时 应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热 而不是仅仅加热焊件的一部 分 更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法 以免造成损坏或不易觉察的陷患 有些 初学者企图加快焊接 用烙铁头对焊接面施加压力 这是不对的 正确的方法是 要 根据焊件的形状选用不同的烙铁头 或者自己修整烙铁头 让烙铁头与焊件形成面的 接触而不是点或线的接触 这样 就能大大提高效率 3 加热要靠焊锡桥 在非流水线作业中 焊接的焊点形状是多种多样的 不大可能不断更换烙铁头 要提 高加热的效率 需要有进行热量传递的焊锡桥 所谓焊锡桥 就是靠烙铁头上保留焊 晚 作为加热时烙铁头与焊之间传热的桥梁 由于金属熔液的导热效率远远高于空 气 使焊很快就被加热到焊接温度 应该注意 作为焊锡桥的锡量不可保留过多 以 免造成误连 4 烙铁撤离有讲究 烙铁的撤离要及时 而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关 图 5 17 所示为烙铁 不同的撤离方向对焊料的影响 烙铁头 烙铁头 烙铁头上 工件 烙铁头上 吸除焊锡 不挂锡 a 沿烙铁轴向 b 向上方 c 水平方向 d 垂直向下 e 垂直向上 45 撤离 撤离 撤离 撤离 撤离 5 焊锡凝固之前不能动 切勿使焊件移动或受到振动 特别是用镊子夹住焊件时 一定要等焊锡凝固后再移走 镊子 否则极易造成虚焊 6 焊锡用量要适中 手工焊接常用管状焊锡丝 内部已装有松香和活化剂制成的助焊剂 焊锡丝的直径有 0 5 0 8 1 0 5 0mm 等多种规格 要根据焊点的大小先用 一般 应使焊锡的直径 略小于焊盘直径 见图 5 18 琮量的焊锡不但无必要地消耗了 较贵的锡 而且还增加焊接时间 降低工作 速度 过量的锡很容易造成不易觉察的短路 故障 焊锡过少也不能形成牢固的结合 同 a 焊锡过多 b 焊锡过少 c 合适的锡量 样是不利的 特别是焊接印制板引出导线时 合适的焊点 焊锡用量不足 极容易造成导线脱落 7 焊剂用量要适中 适量的助焊剂对焊接非常有利 过量使用松香焊剂 焊接以后势必需要擦除多余的焊 剂 并且延长了加热时间 降低了工作效率 当加热沓间不足时 又容易形成 夹渣 的缺陷 焊接开关 接插件的时候 过量的焊剂容易流到触点处 会造成接触不良 合适的焊剂量 应该是松香水仅能浸湿将要形成的焊点 不会透过印制板流到组件面 或插孔里 对使用松香蕊焊丝的焊接来说 基本上不需要再涂松香水 目前 印制板 生产厂的电路板在出厂前大多进行过松香浸润处理 无需再加助焊剂 8 不要使用烙铁头作为运载焊料的工具 有人习惯用烙铁头沾上焊锡再去焊接 结果造成焊料的氧化 因为烙铁头的温度一般 都在 300 左右 焊锡丝中的焊剂在高温时容易分解失效 特别应该指出的是 在一些 陈旧的图书中还介绍过这种方法 请读者注意监别 5 焊点质量及检查 对焊点的质量要求 应该包括电气接触良好 机械结合牢固和美观三个方面 保证焊点质量 最关键的一点 就必须避免虚焊 5 1 虚焊产生的原因及其危害 虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的 它使焊点成为有接触电阻的连接状 态 导致电路工作不正常 出现时好时坏的不稳定现象 噪声增加而没有规律性 给电路的 调试 使用和维护带来重大的隐患 此外 也有一部分虚焊点在电路开始工作的一段较长时间 内 保持接触尚好 因此不容易发现 但在温度 湿度的振动等环境条件作用下 接触表面逐 步被氧化 接触慢慢地变得不完全起来 虚焊点的接触电阻会引起局部发热 局部温度升高又 促使不完全接触的焊点情况进一步恶化 最终甚至使焊点脱落 电路完全不能正常工作 这一 过程有时可长达一 二年 据统计数字表明 在电子整机产品的故障中 有将近一半是由于焊接不良引起的 然而 要从一台有成千上万个焊点的电设备里 找出引起故障的虚焊点来 实大不是一件容易的事 所以 虚焊是电路可靠性的一大隐患 必须严格避免 进行手工焊接操作的时候 尤其要加以 注意 一般来说 造成虚焊的主要原因为 焊锡质量差 助焊剂的还原性不良或用量不够接处 表成未预先清洁好 镀锡不牢 烙铁头的温度过高或过低 表面有氧化层 焊接进间太长或太 短 掌握得不好 焊接中焊尚未凝固时 焊接组件松动 5 2 对焊点的要求 1 可靠的电气连接 焊接是电子线路从物理上实现电气连接的主要手段 焊锡连接不是靠压力 而是靠焊接 过程形成的牢固的连接的合金层达到电气连接的目的 如果焊锡仅仅是堆在焊件的表面或只有 少部分形成合金层 也许在最初的测试和工作中不会发现焊点存在问题 但随着条件的改变和 时间的推移 接触层氧化 脱季出现了 电路产生时通时断或者干脆不工作 而这时观察焊点 外表 依然连接如初 这是电仪器使用中最头疼的问题 也是产品制造中必须十分重视的问题 2 足够的机械强度 焊接有仅起到电气连接的作用 同时也是固定元器件 保证机械连接的手段 这就有个 机械强度的问题 作为锡焊材料的铅锡合金 本身强度是比较低的 常用铅锡焊料抗拉强度约 为 3 4 7Kg cm 只有普通钢材的 10 要想增加强度 就要有足够的连接面积 如果是虚焊 点 焊料仅仅堆在焊盘上 自然就谈不到强度了 常见的缺陷是焊锡未流满点或焊锡量少而造成强度较低 还可能因焊接时焊料尚未凝固 就使焊件振动而引起的焊点结晶粗大 象豆腐渣状 或有裂纹 从而影响机械强度 3 光洁整齐的外观 薄而均匀可 良好的焊点求焊料用量恰到好处 见导线轮廓 组件引线 外表有金属光泽 没有拉尖 桥接等 半弓形凹下 现象 并且不伤及导线的绝缘层及相邻了 铜箔 组件 良好的外表是焊接质量的反映 平滑过渡 b 注意 表面有金属光泽是焊接温度合适 生成合金层的标志 这个仅仅是外靖美 观的要求 接线端子 导线 a 基板 典型焊点的外观要求是 参见图 5 19 a 1 1 2 b 1 形状为近似圆锥而表面微凹呈现漫坡状 以焊接导线为中心 对称成裙形拉开 虚焊 点表面往往呈凸形 可以别出来 2 焊料的连接面呈弓形凹面 焊料与焊件交界处平滑 接触角尽可能小 3 表面有光泽且平滑 4 无裂纹 针孔 夹渣 焊点的外砚检查 除用目测 或借助放大镜 显微镜观测 焊点是否合乎上述标准以外 对整块制电板进行以下几个方面焊接质量的检查 漏焊 焊料拉尖 焊料引起导线间短路 即所谓 桥接 导线及元器件绝缘的损伤 焊料飞溅 检查时 除目测外还要用指触 镊子拨动 拉线等办法检查有无导线断线 焊盘剥离等 缺陷 5 3 通电检查 在外观检查结束以后认为联机无误 才可进行通电检查 这是检验电路性能的关键 如 果不经过严格的外观检查 通电检查不仅困难较多 而且有可能损坏设备仪器 造成安全事 故 例如电源联机虚焊 那么通电时就会发现设备加不上电 当然无法检查 通电检查可以发现许多微小的缺陷 例如用目测观察不到的电路桥接 但对于内部虚焊 隐患就不容易觉察 所以根本的问题还是要提高焊接操作的技艺水平 不能把问题留给检验 工作去完成 通电检查的结果用原因分析如图 5 20 所示 通 电 检 查 结 果 原 因 分 析 过热损坏 烙铁漏电 烙铁漏电 桥接 焊接飞溅 焊锡开裂 松香夹渣 虚焊 插座接触不良等 导线断丝 焊盘剥落等 图 5 20 通电检查及原因分析 5 4 常见焊点缺陷及分析 造成焊接缺陷的原因很多 在材料 焊料与焊剂 与工具 烙铁 夹具 一定的情况下 采 用什么样的方法以及操作者是否有责任心 就是决定性的因素了 在接线端上焊接导线时常 见的缺陷如图 5 21 所示 供检查焊点时参考 表 5 1 列出了各种焊点缺陷的外观 特点及 危害 并分析了产生的原因 表 5 1 常见焊点缺陷及分析 焊点缺陷外观特点危害原因分析 焊锡与元器件引线或与铜 箔之间有明显黑色界线 焊锡向界凹陷 不能正常工作 1 元器件引线清洁好 未镀好锡或锡被 氧化 2 印刷板未清洁好 喷涂的助焊剂质理 不好 焊点结构松散白色 无光 泽 机械强度不足 可能 虚焊 1 焊料质量不好 2 焊接温度不够 3 焊锡未凝固时 元器件引线松动 焊料面呈凸形 浪费焊料 且可能包 蒇缺陷 焊丝撤离过迟 焊料面积小于焊盘的 80 焊料未形成平滑的 过渡面 机械强度不足1 焊锡流动性差或焊丝撤离过早 2 助焊剂不足 3 焊接时间太短 焊缝中夹有松香渣强度不足 导通不1 焊剂过多或已失效 失效 性能不良 元器件損壞 短路 斷路 時通時斷 導通不良 通電檢查 良 有可能时通时断 2 焊接时间不足 加热不足 3 表面氧化膜未去除 焊点发白 无金属光泽 表面较粗糙 焊盘容易剥落 强度 降低烙铁功率过大 加热时间过长 表面呈豆腐渣状颗粒 有 时可能有裂纹 强度低 导电性不好 焊料未凝固前焊件抖动 焊料与焊件交界接触过