焊接作业知识(维修专用)

第一章手工焊接作业

第一节焊接知识介绍

一、可靠的焊点

手工焊接是电子电路返工、维修的核心工作之一，焊料、助焊剂、焊接设备及其它的一些因素

是决定了手工焊接的质量。形成可靠焊点的关键因素是烙铁头与被焊接元件PIN脚及PAD点温度，

这个温度应保证焊料融化并将被焊接的元件PIN脚和PAD进行加热，使焊料在被焊接工件间形成熔

融合金层，从而将他们牢固地焊接在一起，由于焊点的大小、位置不同，所使用的烙铁头的大小、

面积不同等因素，所以焊接一个焊点为达到所需的热量，选择的恰当的温度也是不同的，所以有效

的合理的选择烙铁的温度是手工焊接品质保证的关键。

在高温状态下，焊接时间短是避免基板、焊盘及元件损伤的关键，所以一个牢固的、符合要求

的焊点要求：使用一个上锡良好烙铁头；具有良好可焊特征的焊盘和元件PIN脚，从而有助于在最

短的时间内形成良好的焊点，通常一个焊点需要在少于5s内完成，最好大约在3s之内。

焊点形成的基本过程：润湿一》扩散一》冶金化，其中润湿是最关键步骤，主要影响因素：基

板、元件、焊料、焊接设备、工艺参数。

加热方式：

1.主加热方式

主加热方式是在元件安装或拆卸过程中使焊料重熔的主要手段。分为传导式加热和对流式加热

1.1传导式加热分为连续加热装置和脉冲加热装置，这两种方式各有内在的优缺点

1.1.1连续加热装置：如烙铁，其工作温度可以保持在事先设定的值上。

1.L2脉冲加热装置：如电阻发热钳等，利用大电流/低电压在工具或工件处直接产生功率发热。

1.2对流加热方式：通常为大功率手持热风枪

2.预热和辅助加热方法

在元件安装和拆卸时采用预热和辅助加热有两个主要原因：

2.1首先，当存在对基板，元件或两者产生热冲击的可能性时，则需要预热。目的是以一个可以接

受的安全速率，使组件或元件的温度呈斜坡式上升至目标温度，然后组件或元件进入热保持阶

段。这样可以消除过快升温可能造成立即失效、老化失效、或可靠性降低。

2.2当主加热方式根本不能在一个可接受的时间内将所有的焊点升温至合适的回流温度时，则需要

预热。这可能是该点散热快导致的、PIN脚多，造成无法均匀的加热导致的。此时预热的目的

是使该组件或元件升温至足够，在这个温度下，消散的热量相对来说足够小，使主加热能够在

可接受的时间内完成焊料回流。

2.3典型的预热都是在组件的底部进行的，采用温控加热板、对流加热装置来完成。

二、焊接的工具和材料清单

TTCNBRMA焊接材料AVL

名称有铅焊接无铅焊接

J3-SPM-3(Sn96.5Ag3.0C

锡丝63/37焊丝

u0.5)

锡条63/37焊条(0.5Kg)J3-B20

焊接材

M705-GRN360-K2MK-V(Sn

料锡膏HBH63J8151C

96.5Ag3.OCuO.5)

助焊膏FLAST880RFLAST880R

助焊剂ULF-21OR暂无定义

烙铁IIAKKO936WellerWSD81

焊接工热风枪HAKKONO.882HAKKONO.882

具镜子暂无定义暂无定义

助焊笔暂无定义暂无定义

清洁剂IPAIPA

无尘纸暂无定义暂无定义

棉棒暂无定义暂无定义

吸锡线CP-2015CP-2015

红胶LOCTITE3609LOCTITE3609

焊接辅

静电手

料暂无定义暂无定义

套

黄金胶

暂无定义暂无定义

带

美纹胶

暂无定义暂无定义

带

三、手工焊接的人员操作注意事项

1.在焊接之前清楚的了解有关检验标准和工艺要求，确保焊接的品质和可靠性。

2.要获得好的焊接效果，不能操之过急。牢记，这片板子已经花费了很多的成本，耐心谨慎地修

好它，才可以挽救即将损失的成本。

3.加热时应注意加热温度和加热时间，避免不正当操作造成的基板、元件、焊点等损伤。

4.涂复清洁。

第二节无铅焊接

一、无铅技术的发展

1.为何在电子行业中采用无铅？

涉及到健康的问题：电子产品埋在地下，经过雨水冲刷，会影响到地下水源，少量的铅对人体的

健康都有一定的影响铅在人体中不易排除，并且逐渐累积。

2.焊料中铅的毒性

金属铅为低熔点、价廉、加工容易的特性，或是形成氧化物的话，其透明感远超过其它的氧化

物,所以自古即在食器、配管、涂料、化妆品等广泛使用在人们的生活里，铅对人类造成危害的历

史，自纪元前就有记录。

铅积蓄在骨头的硬组织里，其中毒的症状有疼痛，智能障碍、精神不安定、痴呆、生殖障碍、

肾障碍、骨头发育障碍等.自1980年起开始指对小孩有强烈的影响。美国统计报告里，7岁小孩的

随血中铅浓度的增加，IQ显著降低的事实,造成极大的冲击。此外有很多有关铅对儿童所造成的障

碍，伴随血中铅浓度的增加，造成不安定，任性的行为，暴力的倾向增强。在美国成为已极为敏感

的社会问题。这当然有其道理，对肝脏排毒功能尚未发育完整的幼儿之所受到铅的影响，比成人更

明显，如饮入同量的铅时，儿童比大人的吸收量多了4-5倍。美国环境厅(EPA:Environmental

ProtectionAgency)的报告里，血中浓度在10"15mg/100ml的话,会造成神经的影响。铅大多会造

成神经的影响。铅大多由家庭等生活环境进入人体，美国已经禁止使用水管用铅管或是含铅或使用

含铅涂料，制定详细的法规。

毒性作业环境，废

合金LCA(%)弃物污染的可溶出性

对人对动植物能性(%)

Sn-37Pb强强10010040Pb

Sn-3.5AgAg:ArgyriaAg:封微生物有毒<2029<0.1Ag

Sn-4Ag-0.5CuAgArgyriaAg:封微生物有毒<2032

Sn-0.7Cu低低<2014

Sn-58Bi低低<2063.9Bi

Sn-3.5Ag-4.8BiAgArgyriaAg:封微生物有毒<2029

Sn-9Zn低Ag:封微生物有毒<2014

3.无铅焊接技术的发展

欧盟ROHS关于2006年7月1日无铅化的要求，日本知名的电子产品制造商：

PANASONIC/NATIONAL,SONY,TOSHIBA.PIONEER、NEC等,从2000年开始导入无铅化制程,至今

已实施无铅化制造，在日本及欧美市场上推出''绿色环保”家电产品。中国政府已于2003年3月由

信息产业部拟定《电子信息产品生产污染防治管理法》自2006年7月1日禁止电子产品含铅(Pb).

因此，出于对环保的考虑，使含铅焊料的电子产品已经无法进入市场。对于电子组装企业来说，无

铅焊接技术的应用是现实问题。

二、无铅化的要求

1.焊料的无铅化

到目前为止，全世界已报道的无铅焊料成分有近百种，但真正被行业认可并被普遍采用是

Sn-Ag-Cu三元合金，目前TTCNBRMA所使用的无铅焊锡：J3-SPM-3,(Sn96.5Ag3.OCuO.5/)

1.1有铅焊丝及无铅焊丝的区别：

1.1.1成分区别

通用6337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；3.0%Ag；0.5%Cu

1.1.2熔点及焊接温度

焊丝种类熔点焊接温度

6337焊丝1830c350℃大约2-3秒/个

无铅焊丝220℃390℃大约2-3秒/个

1.1.3无铅锡丝的焊接特点

>熔点高，比Sn-Pb高约30-40度；

>延展性有所下降，但不存在长期劣化问题；

>焊接时间一般为4秒左右；

>拉伸强度初期强度和后期强度都比Sn-Pb共晶优越。

>耐疲劳性强。

>对助焊剂的热稳定性要求更高。

>高Sn含量，高温下对Fe有很强的溶解性

1.2无铅助焊剂要求：使用松香型助焊剂。

1.3无铅焊接工具

无铅焊接工具与以往含铅焊接相比，对于返修工艺来说，将面临更大的挑战。如前段无铅焊料

中，己提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅，而这些合金材料的成分中Cu

的使用最多。Cu是易氧化物，其氧化物Cu02与Cu相比硬度降低。一旦无铅焊料中的Cu在焊接过

程中焊接时间过长，就容易造成被氧化，最终会成为产品质量的缺陷。由此可以得出结论，焊接过

程越短，焊接质量就越为可靠！

目前TTCNBRMA无铅烙铁使用Weller：WSD81,烙铁功率80W,焊接温度控制在390℃。

1.4料件的无铅化

目前TTCNBRMA的无铅产品有JM5C/JM5D/FM1/DM3C/DM3F/DM5/JM6/CW3/LE3/LE4»仓库有专

门的无铅区域进行控制。

CELL区域有确定专人进行无铅产品的维修。

三、无铅焊接工艺要求

1.手工焊接的基本方法

1.1准备焊接：清洁烙铁，焊接点加助焊剂。

1.2加热焊接：烙铁头放在被焊接点

1.3熔锡润湿：添加无铅锡丝，锡丝在烙铁头对侧处

1.4撤离焊锡：撤离焊锡丝

1.5停止加热：撤离烙铁

2.手工焊接的过程控制

2.1焊前准备

2.1.1每天需要对烙铁头进行清洁。烙铁头前端，因为助焊剂的污染和温度加热，会造成氧化、发

黑，妨碍烙铁头的热传导，影响焊接效果。

2.1.2每天清洁海棉体。海绵体上的会留存一些锡渣等，烙铁清洁时，会粘在烙铁头上，导致烙铁

的二次污染。

2.1.3焊接前，在焊接位置涂上助焊剂，有利于热传导，有利于焊点润湿。

2.2加热焊点：焊点是通过烙铁头的接触，进行加热，获得熔锡的温度。

2.2.1接触位置

烙铁头应该接触到两个被焊的零件和被焊位置,通常烙铁头需要倾斜45度，使焊点充分接触,

避免只与两个焊接件的一个接触，另一个接触面太少的现象。

2.2.2接触的压力

烙铁头应该与焊点的接触应施与适当的压力，以不对PCB板焊盘损坏为准。

（»）力口温

2.3熔锡润湿

2.3.1送上焊锡丝的时机：原则上当焊接温度达到熔锡温度时，就立即送上焊锡丝。通常当烙铁头

接触到焊点，随后就可上焊锡

2.3.2供给位置:焊锡丝应该接触在烙铁的对侧，因为熔融的焊锡具有向温度高的方向流动的特性,

在对侧加锡，它会很快流向烙铁头的接触的部位，可以确保焊点均匀。若直接加在烙铁头接

触面，焊锡丝会很快熔化在焊接处，造成其它部位未达到温度而焊接不到，造成虚焊。

2.3.3吃锡量：确保焊接润湿角在15-45度。

(b)送上*丝(c)脱开惕锈

2.4停止加热

焊点已经完全润湿，通常沿焊点切线方向快速移开烙铁。

(d)脱开烙铁

3.无铅焊点与有铅焊点区别

一般来说，无铅焊点的外观与有铅焊点的外观完全不同。IPC610D有对无铅的焊点的外观检查标

准进行规定。

3.1通常无铅焊点即使焊接效果非常好，表面还是比较粗糙，呈银灰色的现象；有铅焊点表面有光

泽。

无铅焊点：SnAgCu

过热产生蟹角焊接良好

(NG)但银灰色’粗

银灰色糙的表面产生

由于过热，是无铅焊点在凝固时产生微裂缝，为不良，必须重新焊接。

无铅焊点：微裂缝，不良需要重新焊接

无铅焊点：微裂缝，不良需要重新焊接

无铅焊点：焊接效果非常好，表面还是比较粗糙，呈银灰色的现象

3.2有铅焊点与无铅焊点，焊接品质和表面情况比较。

Pb63/37焊点.

表面有光泽・

无铅焊点“

表面粗糙，并

带有银灰色“

Pb63/37焊点，表面光泽，圆润“

•天铝焊点,表面相锥，早银双伊・

焊料少焊料多

4.手工无铅焊接注意要求

4.1严格控制烙铁的温度，避免因为过高的温度对元器件、PCB的损坏。

4.2选择适合的烙铁头，确保烙铁头对焊点的有效热传导。

4.3选择合适的焊锡丝和控制烙铁温度，以适应无铅焊料的高熔点、低润湿性。

第三节手工焊接作业标准

烙铁基本知识

1.烙铁的分类

恒温烙铁

温控烙铁（如图）

2.烙铁的组成

焊台

烙铁

>海绵

3.焊台的组成

加热指示

控温旋钮

>电源开关

温控无铅烙铁温控有铅烙铁

4.烙铁头分类（如图）

>锥型烙铁头

扁型烙铁头

刀型烙铁头

二、烙铁的操作及其注意事项

1.作业规范------------

烙铁头

1.1每周星期一上班做好烙铁温度测量记录，记录报表由CELLLeader签核

1.2上班之前需对海面进行清洁、并加入适量水（挤压海绵无水滴为宜）

1.3将烙铁打开，并将温度设定在350℃。

1.4焊接完毕注意烙铁头的清洁，并对烙铁头加锡保护

1.5长时间不使用烙铁时,需在烙铁头上加锡,并将温度达到最低处

1.6下班前需先对烙铁头加锡保护、将电源关闭。并将焊台、海棉内锡渣清理干净，

2.焊接步骤

2.1用烙铁对PAD点进行预热

2.2加适量锡与焊接部位

2.3用镒子将零件放于焊接焊盘上

2.4将锡丝离开焊点

2.5整个焊接过程应保持在2-3s内完成

2.6检查焊接情况，做好焊接表面清洁工作

3.保养

3.1保持海面清洁，并要定期更换

3.2注意保持海面的吸水度

3.3烙铁不用时需要加锡

3.4长时间不使用时需要将温度调至最低

4.焊接知识

4.1锡丝分为免洗和要洗锡丝，若使用要洗锡丝在焊接完成时用清洁剂刷洗该焊接部位，以免残留

松香

4.2锡丝除了锡和铅外,也含有松香是用来清除焊接表面之污渍及氧化物，另一方面使锡加速蔓延

流动

5.焊接过程

5.1焊锡溶化

5.2焊锡蔓延流动

5.3由毛细现象而附着于焊接面上

5.4冷却，硬化

6.焊点的判断

6.1焊点应该是圆滑

6.2焊锡量不可太多或太少

6.3焊点应由金属光泽呈小山丘状

6.4不能有污渍，杂质或裂开

6.5焊点附近的松香要清除干净

6.6焊锡太多:看不见零件脚，无法确认零件脚是否足够接触焊锡点。易短路

6.7焊锡太少:焊点不牢固,在经振动或落下时，锡点可能破裂，造成虚焊

6.8造成锡尖:烙铁头温度不足或松香不足,移开烙铁时所产生的

7.检验焊点的标准

7.1表面是否接触良好

7.2是否有冷焊，空焊，短路现象

7.3焊点是否光亮，有无气孔、裂缝现象

7.4焊点是否有锡尖

7.5零件表面是否完整

三、SMT零件外观焊接标准

1.吃锡程度

1.1锡尖不得高于本体如图示

1.2吃锡高度高于端子高度的25%,（端子高度大于2mm者吃锡高度最低为0.5mm）,如图示

当H小于2mm时,h应大于1/4H.当H大于2mm时,h应大于。.工国电。

1.3吃锡宽度大于组件端子宽度的1/2,焊端宽度大于零件宽度之50%,如图示

1.4焊点锡过多延伸至组件本体称多锡,如图示

多锡”

2.偏移程度（有以下情况之一者不合格）

2.1方形零件侧面（横向）大于零件端子宽度的1/2

h为组件的偏移宽度必须大于1/2H（H为蛆件的宽度），

2.2圆柱形零件侧面偏移大于零件端子直径之1/4

2.3只有底面焊点之零件偏移大于端末宽度的1/2或焊点宽度的1/2,取较小者

2.4圆形及扁圆形引脚，偏移大于扁圆引脚宽度或圆脚直径的1/2

2.5鸥翼型引脚偏移大于脚宽的1/2,或0.5mm采用较小者,焊点长度小于脚宽或0.5mm,采用较小者

/

/：I7^

2.6

3.插件零件外观标准

3.1锡尖小于1.2MM却无短路现象

3.2吃锡＞=3/4PCB厚度

3.3在焊锡面零件脚吃锡大于270度

3.4PCBA沾有锡渣直径或长度小于0.2mm

3.5手插零件脚长大于0.5mm或小于2.0mm

3.6零件脚受损程度应小于零件脚宽度的20%

3.7CPUslot,Dimm,及外围接口浮高小于0.5mm(MlN)Mouse,phone,PCISocket浮高小于

0.8mm(MIN)

第四节风枪焊接作业标准

一、风枪使用档位通常设定在4-5,不能打在6档。没有档位的需要将进风口，打在中间位置，不

能全部打开。料件与出风口的距离，保持在l-3cm

二、取件时密切注意板子情况，不停的转动风枪，不能使板子出现：白点、黑焦、变形等现象

三、取、焊零件时注意风枪温度、时间的控制

用4档时，参考时间为2分钟

用5档时，参考时间为1.5分钟

四、注意在有其它塑件、IC时，需要使用隔热胶带，做阻隔

五、风枪在加热完之后不能立即打在Off状态，需先调至冷风档，待风枪温度降至常温后将其关闭

六、注意风枪需要放在桌子里面，不能放在桌子边上，以免掉地上

七、下班时间记得把电源线拔掉

第二章无铅、有铅制程的区别

第一节手工焊接有铅、无铅制程的区别

一、J-LeadFreeComponentRepairprocess

1.组件的移除(一)

1.1设备要求：

无铅专用热气流系统、无铅专用喷嘴、无铅专用清洁剂、无铅专用助焊剂

1.2作业流程

1.2.1移除覆盖物，清洁工作区的氧化物，污染物，或残渣

1.2.2将喷嘴安装在热气流系统中并把喷嘴放置在最高位置把PCB放置在工作台上

1.2.3按照最优化的性能来设置热气流系统

1.2.4在组件的所有引脚区域加少量助焊剂（见图1）

1.2.5将喷嘴移至组件的正下方（见图2）

1.2.6降低喷嘴的高度并按照需要进行调整（见图3）

1.2.7放置喷嘴露出真空吸盘,并打开真空吸盘使其接触组件

1.2.8降低喷嘴的高度并开始热气流循环，观察组件所有引脚完全熔化（见图4）

1.2.9在热气流循环完成后，提起喷嘴，并让母板上移除的组件优先冷却（见图5）

Figure1FluxComponentFiguredMekAlJoints

2.组件的移除（二）

2.1设备要求：

无铅专用热风枪、无铅专用热风头、无铅专用清洁剂、无铅专用助焊剂

2.2作业流程

2.2.1将热风头安装在热风枪上

2.2.2根据需要调节热风头的温度大约在500度

2.2.3调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜

2.2.4热风头对准组件PIN,不停的转动，使组件PIN脚上的锡熔化

2.2.5用镜子将组件夹取

2.2.6按要求清洁并检查母板

3.表面安装区域的准备，去除焊盘上的焊锡

3.1打开烙铁

3.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

3.3在焊盘上添加助焊剂（见图1）

3.4在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头（见图2）

3.5把吸锡线放在要移除的焊锡上面，再把烙铁放在吸锡线上,确保吸锡线充分接触到焊盘上的残

锡.烙铁接触吸锡线，保持温度，使焊盘上的残锡熔锡。（见图3&4）

3.6一边移动吸锡线、一边移动烙铁，使焊盘上的残锡，被充分吸在吸锡线上。

3.7重复步骤4~7来清除剩余的焊盘上焊锡.

3.8移除覆盖物，清洁工作区的氧化物、污染物或残渣，用清洁剂对焊盘进行清洁.

3.9加锡保养烙铁头

4.组件的安装（一）

4.1设备要求：

无铅专用热风枪，无铅专用热风头，无铅专用液体锡膏系统，无铅专用镜子，无铅专用真空吸

笔无铅专用锡膏，无铅专用清洁剂

4.2作业流程

4.2.1将热风头安装在热风管中

4.2.2根据需要调节热风头的温度大约在500度

4.2.3在组件的所有引脚焊盘上加少量锡膏（见图1）

4.2.4使用真空吸笔或镶子把组件放在焊盘上（见图2）

4.2.5调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜（见图3）

4.2.6用热风头放在离组件2.5cm处直接预热锡膏（见图4）

4.2.7预热好后再把热风头放在离组件0.5cm处直接加热直到锡膏完全熔化（见图5）

4.2.8清洁并检查

5.无铅组件的安装（二）

5.1设备要求：

无铅专用焊台，扁平无铅专用铁头，无铅专用锡丝，无铅专用清洁剂，无铅专用镶子，无铅专

用真空吸笔，湿海绵

5.2作业流程

5.2.1在焊接手柄中安装扁平烙铁头

5.2.2根据需要调节烙铁头温度大约在400度

5.2.3使用真空吸笔或镶子把组件放在焊盘上，确保组件的所有引脚与焊盘接触良好

5.2.4在组件的对角加锡固定，把组件固定在主板上

5.2.5在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头，确保烙铁头光亮，湿润

5.2.6在烙铁上加锡，焊接组件PIN和焊盘上添加助焊剂

5.2.7在没有固定引脚的一排开始焊接，一次焊接一排，使烙铁均匀的在PIN脚和焊盘上移动

5.2.8控制烙铁的焊接面与组件引脚的表面成45度，这样烙铁能够与组件引脚及引脚处的焊盘接

触良好

5.2.9保持同样的角度平稳而缓慢的沿着组件的引脚移动烙铁

5.2.10按要求清洁并检查

6.连锡的去除.去除安装组件PIN脚多余的连锡以避免PIN脚的短路

6.1设备要求：

无铅专用焊台、合适的无铅专用铁头、无铅专用锡丝、无铅专用清洁剂

6.2作业流程

6.2.1在焊接手柄中安装合适的烙铁头安装

6.2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

6.2.3在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

6.2.4在有连锡的引脚上，添加助焊剂

6.2.5把烙铁的焊接面对着组件引脚的表面并控制好烙铁以便能够平行的移动，烙铁与组件的最小

夹角为45度

6.2.7把烙铁的宽面放在组件引脚的锡桥上并让焊锡熔化并沿着组件的引脚轻轻的抽出焊锡

6.2.8如果第一次没有把焊锡去除干净，那么擦除多余的焊锡重复以上步骤

6.2.9要求清洁并检查。

二、ChipComponentRepairprocess

1.无铅片式组件的移除（一）

1.1设备要求：

无铅专用焊台、移除片式组件的无铅专用烙铁头、无铅专用镜子、无铅专用助焊剂、无铅专用

清洁剂

1.2作业流程

1.2.1移除覆盖物，清洁工作区的氧化物，污染物，或残余物

1.2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

1.2.3在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

1.2.4把烙铁头放在组件的上面，使烙铁头充分接触全部焊点，均匀两边加热，使片式组件的两端

熔锡

1.2.5确信焊锡完全熔化，用镜子将组件从母板上取下

1.2.6把废气的组件放回废料盒

1.2.7按要求清洁并检查母板

2.无铅芯片组件的移除（二）

2.1设备要求：

无铅专用焊台、无铅专用热风枪、无铅专用热风头、无铅专用镜子、棉纸、无铅专用助焊剂

2.2作业流程

2.2.1移除覆盖物，清洁工作区的氧化物，污染物，或残渣

2.2.2将移除芯片组件的热风头安装在热风管中

2.2.3根据需要调节热风头加热的温度大约在500度

2.2.4在组件的两端焊盘区域添加助焊剂

2.2.5调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜

2.2.6把热风头放在离组件0.5cm处直接加热，直到锡完全熔化

2.2.7用镜子从母板上取下无铅组件，放于不良品区

2.2.8清洁焊盘

3.无铅芯片组件的安装（锡膏/热风枪的方法）

3.1设备要求：

无铅专用热风枪、无铅专用热风头、无铅专用镶子、无铅专用清洁剂、，棉纸

3.2作业流程

3.2.1将热风头安装在热风枪中

3.2.2根据需要调节热风头的温度大约在500度

3.2.3调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜。

3.2.4用锡膏枪在每个焊盘区域加少量锡膏

3.2.5用镜子夹住组件并放在焊垫上

3.2.6用热风头放在离组件2.5cm处直接预热锡膏

3.2.7预热好后再把热风头放在离组件0.5cm处直接加热直到锡膏完全熔化

3.2.8把热风管放回热风管支架上

3.2.9按要求清洁并检查母板

4.无铅芯片组件的安装(烙铁)

4.1设备要求：

无铅专用焊台，扁平无铅专用铁头，无铅专用锡丝，无铅专用清洁剂，无铅专用镶子，无铅专

用真空吸笔，湿海绵

4.2作业流程

4.2.1在焊接手柄中安装扁平烙铁头

4.2.2根据需要调节烙铁头温度大约在400度

4.2.3使用真空吸笔或镜子把组件放在焊盘上，确保组件的所有引脚与焊盘接触良好

4.2.4在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头，确保烙铁头光亮，湿润

4.2.5在烙铁上加锡，将组件一端焊接完，再焊接另一端

4.2.6按要求清洁并检查

三、GullWingComponentRepairprocesssop(foursided)

1.无铅组件的移除

1.1设备要求：

无铅专用热风枪、无铅专用热风头、无铅专用:清洁剂、无铅专用助焊剂

1.2作业流程

1.2.1将热风头安装在热风枪中

1.2.2根据需要调节热风头的温度大约在500度

1.2.3调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜

1.2.4热风头对准组件PIN,不停的转动，使组件PIN脚上的锡熔化

1.2.7用镜子将组件夹取

1.2.8按要求清洁并检查母板

2.表面安装区域的准备，去除焊盘上焊锡

2.1打开烙铁

2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

2.3在焊盘上添加助焊剂

2.4在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

2.5把吸锡线放在要移除的焊锡上面，再把烙铁放在吸锡线上,确保吸锡线充分接触到焊盘上的残

锡烙铁接触吸锡线，保持温度，使焊盘上的残锡熔锡。

2.6一边移动吸锡线、一边移动烙铁，使焊盘上的残锡，被充分吸在吸锡线上。

2.7重复步骤4~7来清除剩余的焊盘上焊锡.

2.8移除覆盖物，清洁工作区的氧化物、污染物或残渣，用清洁剂对焊盘进行清洁.

2.9加锡保养烙铁头

3.无铅组件的安装

3.1设备要求：

无铅专用焊台，扁平无铅专用铁头，无铅专用锡丝，无铅专用清洁剂，无铅专用镶子，无铅专

用真空吸笔，湿海绵

3.2作业流程

3.2.1在焊接手柄中安装扁平烙铁头

3.2.2根据需要调节烙铁头温度大约在400度

3.2.3使用真空吸笔或镒子把组件放在焊盘上，确保组件的所有引脚与焊盘接触良好

3.2.4在组件的对角加锡固定，把组件固定在主板上

3.2.5在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头，确保烙铁头光亮，湿润

3.2.6在烙铁上加锡，焊接组件PIN和焊盘上添加助焊剂

3.2.7在没有固定引脚的一排开始焊接，一次焊接一排，使烙铁均匀的在PIN脚和焊盘上移动

3.2.8控制烙铁的焊接面与组件引脚的表面成45度，这样烙铁能够与组件引脚及引脚处的焊盘接

触良好

3.2.9保持同样的角度平稳而缓慢的沿着组件的引脚移动烙铁

3.2.10按要求清洁并检查

4.连锡的去除.去除安装组件PIN脚多余的连锡以避免PIN脚的短路

4.1设备要求：

无铅专用焊台、无铅专用扁平烙铁头、无铅专用锡丝、无铅专用清洁剂

4.2作业流程

4.2.1在焊接手柄中安装合适的烙铁头安装

4.2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

4.2.3在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

4.2.4在有连锡的引脚上，添加助焊剂

4.2.5把烙铁的焊接面对着组件引脚的表面并控制好烙铁以便能够平行的移动，烙铁与组件的最小

夹角为45度

4.2.6把烙铁的宽面放在组件引脚的锡桥上并让焊锡熔化并沿着组件的引脚轻轻的抽出焊锡

4.2.7如果第一次没有把焊锡去除干净，那么擦除多余的焊锡重复以上步骤

4.2.8要要求清洁并检查。

四、GullWingComponentRepairprocess(twosided)

1.无铅组件的移除

LI设备要求：

无铅专用热风枪、无铅专用热风头、无铅专用:清洁剂、无铅专用助焊剂

1.2作业流程

1.2.1将热风头安装在热风枪中

1.2.2根据需要调节热风头的温度大约在500度

1.2.3调节热风头的输出压力以能燃烧0.5cm远的棉纸为宜

1.2.4热风头对准组件PIN,不停的转动，使组件PIN脚上的锡熔化

1.2.6用镒子将组件夹取

1.2.7按要求清洁并检查母板

2.表面安装区域的准备，去除焊盘上焊锡

2.1打开烙铁

2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

Figure1ApplyFlux

2.3在焊盘上加助焊剂

2.4在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

2.5把吸锡线放在要移除的焊锡上面，再把烙铁放在吸锡线上，确保W

Figure2HoldTipMW

触到焊盘上的残锡烙铁接触吸锡线，保持温度，使焊盘上的残锡

2.6一边移动吸锡线、一边移动烙铁，使焊盘上的残锡，被充分吸在

2.7重复步骤4~7来清除剩余的焊盘上焊锡.

Figure]DrawTipDownRow

2.8移除覆盖物，清洁工作区的氧化物、污染物或残渣，用清洁剂对“

2.9加锡保养烙铁头

3.无铅组件的安装

3.1设备要求：

无铅专用焊台，扁平无铅专用铁头，无铅专用锡丝，无铅专用清洁剂，无铅专用镜子，无铅

专用真空吸笔，湿海绵

3.2作业流程

3.2.1在焊接手柄中安装扁平烙铁头

3.2.2根据需要调节烙铁头温度大约在400度

3.2.3使用真空吸笔或镜子把组件放在焊盘上，确保组件的所有引脚与焊盘接触良好

3.2.4在组件的对角加锡固定，把组件固定在主板上

3.2.5在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头，确保烙铁头光亮，湿润

3.2.6在烙铁上加锡，焊接组件PIN和焊盘上添加助焊剂

3.2.7在没有固定引脚的一排开始焊接，一次焊接一排，使烙铁均匀的在PIN脚和焊盘上移动

3.2.8控制烙铁的焊接面与组件引脚的表面成45度，这样烙铁能够与组件引脚及引脚处的焊盘接

触良好

3.2.9保持同样的角度平稳而缓慢的沿着组件的引脚移动烙铁

3.2.10按要求清洁并检查

4.连锡的去除.去除安装组件PIN脚多余的连锡以避免PIN脚的短路

4.1设备要求：

无铅专用焊台、无铅专用扁平烙铁头、无铅专用锡丝、无铅专用清洁剂

4.2作业流程

4.2.1在焊接手柄中安装合适的烙铁头安装

4.2.2根据需要调节烙铁头的温度大约在400度

4.2.3在湿海绵上去除保养烙铁头的焊锡，清洁烙铁头

4.2.4在有连锡的引脚上，添加助焊剂

4.2.5把烙铁的焊接面对着组件引脚的表面并控制好烙铁以便能够平行的移动，烙铁与组件的最小

夹角为45度

4.2.6把烙铁的宽面放在组件引脚的锡桥上并让焊锡熔化并沿着组件的引脚轻轻的抽出焊锡

4.2.7如果第一次没有把焊锡去除干净，那么擦除多余的焊锡重复以上步骤

4.2.8要要求清洁并检查。

第二节BGA焊接中有铅、无铅制程的区别

一、无铅BGARework加热焊接方式的比较

BGARework加热方式主要有全热风(HotAir)加热,全红外线(IR)焊接,热风加热为主,红外线焊

接为辅(HotAir+IR)和红外线焊接为主，热风加热为辅(IR+HotAir)等四种形式.

1.全热风(HotAir)式焊接系统

由于热源分布的不均匀性与PCB局部受热易翘曲的缺陷，直接影响BGARework的成功率

1.1热源分布的不均匀：全热风(HotAir)式焊接方式是通过喷咀吹入热空气进行循环对流实现焊

接，由于局部半开放式进行热传递,与在封闭环境的回流炉相比，总存在着一部分热能泄露，造

成BGA封装体表面温度分布的不均匀，而表面温度的差异,直接影响到BGA焊点受热的不均匀，

通过温度测试仪实际测量,BGA中心焊点与边缘焊点总是存在3-8。。的温差，这给BGA焊点焊

接的可靠性埋下了很大的隐患.

1.2PCB底部局部受热易翘曲，全热风(HotAir)式焊接系统采用上下部同时局部加热来完成BGA的

焊接，由于PCB材质的热胀冷缩性质和PCB本身的重力作用，再加上无铅BGA需要更高的焊接温

度来维持,因而对PCB中BGA区域产生更大的热应力,所有的这些因素都会使得PCB在Rework

过程中产生一定程度上的翘曲变形(Warp),尽管某些公司采用SupportPin来避免PCB变形，

但这种宏观上阻止PCB变形的作用是微乎其微的.如果这种变形程度超过了IPC规定的标准，

就会产生BGA四角焊点桥接(Bridge),中间焊接空焊(Poorwelding)等焊接缺陷.

便BGA焊接中间空焊,四角桥接,

2.全红外线(IR)式焊接系统

由于其自身的色敏效应和屏蔽现象使得ReworkBG焊点难以得到保证.

2.1色敏效应全红外线(IR)式焊接系统是采用仿真死循环路的形式来实现BGA的焊接过程，由于

PCB,元器件及其引脚等不同颜色对红外辐射的吸收率和反射率是不同的.以致造成BGA

的表面，焊点，底部温差极大，焊接的质量难以保证,虽然目前设备供货商采用波长为

2-8uM暗红辐射器,色敏问题在一定程度上得到缓解，但仍然不能完全消除.

2.2屏蔽现象在死图六.BGA焊点空焊&桥接循环路焊接过程中，一些较高的组件把红外辐射线挡住

了，使相邻较低组件照射不到红外辐射线,高低组件受热明显不均匀,这样使得较低的BGA组件

焊点难以得到保证.

2.3红外线辐射到的区域是呈圆形的.而大部分BGA是方形的.这使得BGA四周相邻的组件受到二次

融锡的危害.

全红外线(IR)式焊接系统

3.全热风(HotAir)和全红外线(IR)式焊接系统都有其自身的优点与缺点,为了避免二者缺陷,我们

可以采用热风加热为主，红外线焊接为辅(【IotAir+IR)的焊接系统;或者红外线焊接为主，热风加

热为辅(IR+HotAir).

二、无铅BGARework焊接的问题

1.无铅和有铅BGARework温度曲线的差异

千

ZoneTinLeadLeadFree

TempTimeTempTime

Pre-Heat100C-120C.60-90s130C-140C.100s

Soak160C-170C.90s140C-170C.90s

,---

RampNONEQ70C-225C.100s

ReflowMax220C.60s(^25C-235C.15-30s

Cool60C.30-60s60C.30-60s

2.在无铅工艺下，由于焊接温度的增加，使BGA,特别是PBGA变形严重.

BGA

＞用边理球由于塌陷中心嫌球由于承件凸起产生开路

焊接逮程中造成史线_______________BGA

R

-------------L--J_«—

化,而阡或后固化.要佚殁后寻球和洋盘已

经换散了,但已经无唉融合在一起

3.采用常规的BGA设备,极易导致封装体与焊球的温差过大,导致芯片变形过大或损坏

顶部加热

封装体温度最JJJJJ焊料球温度235。C

大可达到

250°C以上

FOTOTHTirtOTOTOTOTiiTOTOTtf

采用常规的返修设备极易导致封装体和焊球

的温基过大，导致芯片变形过大或损坏！！

4.解决措施

选择加热能力强的设备,要求底部加热器的能力要大于顶部加热器;合理调制,控制顶部加热温

度,提高底部预热温度;要求BGA的中间和四边的温差控制在50c以内；封装体顶部的温度控制在

240-250C;封装体与焊球、焊球与PCB板之间的温差控制在10℃左右。

urn<10°CTemp

Delta

rrrn

解决措施：

“选择力口热能力强的设备，要求底部力口热罂的能力要大于顶部加

热器；

二.理调制，控制顶部加热温度，提海底部预热温度；

三、无铅BGA焊接基本步骤

拆除及贴装BGAP芯片的基本步骤包括：建立温度曲线、拆除不良的芯片、清理准备焊盘、印

刷焊锡膏、回流焊接、检测。

1.建立温度曲线

按照要求每一个BGA芯片的作业之前,必须进行有效测定温度曲线，以确保焊接的可靠度.一个

完整的温度曲线包括：1)Pre-Heat阶段的温度和时间2)Soak阶段的温度和时间3)Ramp阶段温

度和时间4)Reflow阶段的温度和时间5)冷却时间

一个典型的温度曲线图

2.拆除不良的芯片

选择合适的Nozel、BGA作业项目进行不良芯片的拆除.

3.清理准备焊盘

使用专用的无铅烙铁、吸锡，进行焊盘除锡，用无铅专用清洁剂进行清洁。

4.印刷锡膏

对有铅制程来说，在PCB焊盘上均匀地涂上一层助焊膏，不仅可以对焊点起到浸润与助焊作

用.而且还大大方便维修员作业，提高维修速度，但对于无铅制程来说，这种涂抹的优势便不复存

在，因为无铅BGA的焊接需要更长的Preheat时间与更高的Reflow温度来完成，而助焊剂里的溶

剂在Preheat还没完成前，便完全挥发掉，这样去除焊盘气化物的作用便大大折扣，同时在Soak

阶段也很难发挥其浸润焊点的作用，特别是焊接系统为局部强烈的热气流作用下，助焊剂的这种挥

发速度便更快，因此我们必须模仿SMT印刷制程，在PCB焊盘上进行局部手动印刷，为了提高印刷

效果与印刷速度，我们可以设计一种专用的BGA印刷治具

5.回流焊接

如果是新BGA,必须检查是否受潮，如果已经受潮，应进行去潮处理后再贴装。将BGA进行定

位,确保正确贴装与PAD上,选择合适的BGA作业项目，进行回流焊接，贴装BGA.

6.检查

无铅焊接的焊点在外观上与传统不同，多粒的外观在正常的铅锡焊接中是不符合质量要求.但

是应用无铅焊料的公司则通常作为正常的和全新的标准.这些焊点需要被检测.传统检测BGA的方

法是用X光.这种方法仍可以采用，但是它看不到焊点的外观质量.

光学检测对于无铅焊接更为重要，因为焊点的表面情况是判断是否进行了获得良好焊点的过程

控制的依据.X光检测与优秀的光学检测的另外一点不同，是其看到焊球顶部与底部以合金焊点的

成型情况的能力.

第三章BGA(QUICK2015)Rework作业标准

一、目的：

QUICK2015BGARework为作业标准化而制定

二、适用范围与场合：

1.范围：

本程序适用与QUICK2015BGARework作业设备及其治具。

2.场合：

本程序适用与QUICK2015BGARework设备生产现场。

三、参考文件：

参考文件：QUICK2015BGARework使用手册。

四、QUICK2015BGARework作业流程

五、QUICK2015BGARework作业工具、设备清单

1.QUICK2015BGARework拆焊机

2.QUICK2015BGARework拆焊机相关配件

3.QUICK203H控温型烙铁

4.毛笔刷

5.ISHIKAWA880R助焊膏

6.95%医用酒精

7.ISHIKAWA有铅锡膏

8.ISHIKAWA无铅锡膏

9.J3-SPM-3无铅锡丝

10.TSURU22F2有铅锡丝

11.M-500无尘纸

12.CP-20151.5M吸锡线

13.锡膏刮刀

14.镶子

15.锡膏钢网

六、QUICK2015BGARework作业内容及要求

1.BGAREWORK作业内容

1.1准备工作

>工作桌面保持整洁干净，桌面不能有锡渣、助焊剂残留物等。

>确保QUICK2015红外线器台面干净，没有锡渣、助焊剂等。

>区分良品区与不良品区。

>助焊笔保持干净。

>确认烙铁温度符合规定要求350℃±30℃良好。

>从冰箱取适量助焊膏'锡膏（每次4小时使用量），放于机器旁备用。

>助焊剂/酒精准备好。放于机器旁备用

A检查机器和电脑连结正常，打开QUICK2015机器电源开关，确保机器正常打开。

>确认机器空气管压力大于3KG。由EFD1500XL气压表确保空气压力

>打开电脑，确保REWORK程序正常启动。

>检查主机IR系统按键

/EXIT键：终止BGA-IR回流拆，回流焊

/使BGATR进入参数设置状态

/顶部加热体向上运动

/顶部加热体向下运动

/使BGATR进入回流拆，回流焊

/在回流拆，回流焊中进行温度校准

>PL系统按键是否正常

/ZOOM+键：控制摄像图像的放大

/ZOOM-键：控制摄像图像的缩小

/FOCUS+键：控制摄像图像聚焦清楚

/FOCUS-键：控制摄像图像聚焦模糊

/BOTTOM键：BOTTOM键+UP键加亮RPC的照明灯

/TOP键：TOP键+DOWN键减弱RPC的照明灯

/UP键：控制PL-HEAD向上运动

/DOWN:控制PL-HEAD向下运动

>检查IR上部光圈调节正常

>检查IR上部吸嘴上下及吸力工作正常

>检查RPC摄像仪连结牢固且工作正常

>检查PCB固定支架,旋钮和滑块工作正常

>检查PL微调旋钮工作正常

A检查红色激光对位装置工作正常

>检查非接触式红外温度传感装置工作正常

>立像光学对位装置工作正常

>检查BGA拾取装置工作正常

1.2BGAREWORK作业

1.2.1符MB平整夹在QUICK2015PCB固定支架上，MB不能松动，弹力装置力量适当，可尽量吸收

PCB因受热或冷却造成张力，防止PCB变形

1.2.2将红色激光对位装置对准REWORKBGA的中心,确保焊接、拆焊过程由非接触式红外温度传感

装置检）则BGA表面温度

1.2.3根据BGA尺寸大小相应调节可调光圈系统，保护PCB板上邻近部位的温度敏感元件,

1.2.4主机和电脑都正常，主机显示屏显示

1.2.5电脑进入WINXP系统,打开IRSost和SDK3000D操作软件

1.2.6选用对应的机种BGA焊接'拆焊程序，

1.2.7在T3时间结束时，用镣子轻轻接触BGA确认锡球是否已经熔解，确认熔解，用吸嘴将BGA吸取,

在标签纸上写好RMA#PPID和故障原因，将标签纸贴于BGA上，将确认报废之BGA放于废料盒

内（BGA短路、USBFAIL）,将确认可利用之BGA整齐的放于料盘上.

1.2.8MBBGA处除锡、清洁

>使用烙铁，将拔除BGA处的PAD上的残锡由上至下，有左至右进行清除。

A使用吸锡线、烙铁，将PAD上的残锡清除，使用时由上至下，由左至右。

>使用无尘纸沾酒精，清洁PCB板上的残留物。确保PCB上的板子，政洁发亮。

使用助焊膏时，只取半天的使用，并在外瓶上贴上取用时间、型号。

>用刷笔沾少许助焊膏，涂抹于BGAPCB板PAD上涂抹方向由上至下，由左至右厚度保持在2nim。

A使用期限到，但未使用完之助焊剂，不能再使用，并将瓶子、刷笔用酒精洗净。确保工具的整

洁。

>焊接品质自检。

/用无尘纸沾酒精，清洁焊接过程多余的残迹，确保外观品质。

/目检BGA焊接的是否正常，BGA位置正常、可见之处焊点圆润贴住PAD脚等。

/目检BGA周围没有掉件、连锡、锡珠等现象。

1.2.9BGA立像光学自动对位对位工艺操作

>将待焊BGA放置到元件托盘内移动PCB固定支架，使吸咀对准托盘内的元件，转动吸咀旋钮，

使吸咀下行吸取托盘内的元件，元件应从中心被吸取。当吸垫一接触到元件时，真空泵便开始

工作产生真空，吸取元件。

>按UP键，使PL-HEAD上行

>拉出PL摄像仪

观察监视器的图像显示是否符合自己的要求，利用键盘的按键可进行调节，使显示的图像符合

自己的要求。

旋松PCB固定支架的PCB固定旋钮，打开PCB固定板，将需焊接的PCB板安装在PCB固定支架

上移至PL摄像仪下并调整PCB板的位置，使监视器显示需焊接的焊点图像，并使焊点的图像与

元件的图像大约在同一中心，有利于调节。大致调整好后，旋紧支架固定旋钮，将PCB固定支

架锁紧，防止其左右滑行。

利用两只调节旋钮与两只微调旋钮进行对位调节，使元件的焊接引脚图像与PCB上焊接点的图

像重合，在监视器上可观察到。

元件对好位后，推回PL摄像仪。

A按DOWN键，使PL-HEAD下行转动吸咀旋钮，使吸咀下行将元件放置在PCB焊接点上。元件一

接触到PCB,空泵便停止工作，从而使元件被放置

>旋松支架固定旋钮，移动PCB固定支架，使PCB板在顶部加热器的下方。此时便可焊接，整个对

位工艺操作完成

>选用对应的机种BGA焊接程序,

七、QUICK2015BGAReworkPROFILE技术参数调整及要求

1.QUICK2015BGAReworkPROFILE技术参数

TL：焊料的熔解温度

T1：回流焊保温起始温度

T2：回流焊保温结束温度

T3：回流焊峰值温度

TO：阀门值：允许顶部加热时底部所达到的最小温度。TO0B

TB：底部预热设定的温度

Tb：底部预热实时温度

Tc：顶部加热实时温度

SI：T1升到T2的加热时间

S2：T2升到T3的加热时间

S3：T3的保温时间

2.QUICK2015BGAReworkPROFILE参数表

2.1QUICK2015BGAReworkPROFILE参数应遵循下列工艺曲线图

2.1.1焊接工艺由参数TO、TB、Tl、T2、T3、Sl、S2、S3来确定，它描述了系统运行工作时的温度

曲线，TL表示所使用焊料的熔点温度以及在T2和T3之间的范围。

>T0阀门值TO是顶部加热器加热所要求的底部温度，也是工艺过程第一个到达的温度值。流程

开始后，底部开始加热，达到T0时，顶部才开始加热。

>TB：底部预热设定的温度；Tb：底部加热实时温度；TC：顶部加热实时温度

>T1回流焊保温起始温度T1是工艺过程第二个到达的温度值，在电子元件所允许的温度上升速

率之内温度上升到T1。在参数修改里利用DOWN和UP进行T1数值设置。

>T2回流焊保温结束温度。在S1结束时，预热温度上升到T2。在这一时间完成了PCB板和元件的

预热，助焊剂已激活。在参数修改里可利用DOWN和UP进行T2数值设置

>T3回流焊峰值温度。当温度达到T2时，系统以一定的上升速率均匀地继续升到峰值温度T3。

在峰值温度时焊接或解焊过程结束，执行下一步操作。在参数修改里可利用DOWN和UP进行T3

数值设置。

>T