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线路板焊接 线路板手工焊接 线路板手工焊接流程和注意事项

time : 2019-06-24 08:57       作者:凡亿pcb

什么是手工焊接

焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
线路板完美彩票注册手工焊接更是要求杰出的操作员技术和良好工具的工艺步骤;一个经验不足的操作员可能会产生可靠性的恶梦。当配备足够的工具和培训时,操作员应该能够创作可靠的焊接点。表面贴装手工焊接有时比通孔焊接更具挑战性,因为是要求更小的引脚间距和更高的引脚数。

 

PCB手工焊接步骤

焊接前检查

  • 每天工作前3-5分钟把电烙铁插头插入规定的插座上,检查烙铁是否发热,如发觉不热,先检查插座是否插好,如插好,若还不发热,应立即向管理员汇报,不能自随意拆开烙铁,更不能用手直接接触烙铁头
  • 已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头应更新的:1、可以保证良好的热传导效果;2、保证被焊接物的品质。如果换上新的烙铁嘴,受热后应将保养漆擦掉,立即加上锡保养。烙铁的清洗要在焊锡作业前实施,如果5分钟以上不使用烙铁,需关闭电源。海绵要清洗干净不干净的海绵中含有金属颗粒,或含硫的海绵都会损坏烙铁头。
  • 检查吸锡海绵是否有水和清洁,若没水,请加入适量的水(适量是指把海绵按到常态的一半厚时有水渗出,具体操作为:湿度要求海绵全部湿润后,握在手掌心,五指自然合拢即可),海绵要清洗干净,不干净的海绵中含有金属颗粒,或含硫的海绵都会损坏烙铁头。
  • 人体与烙铁是否可靠接地,人体是否佩带静电环。

焊接步骤

烙铁焊接的具体操作步骤可分为五步,称为五步工程法,要获得良好的焊接质量必须严格操作。

  1. 准备施焊 :准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净,即可以沾上焊锡(俗称吃锡)。
  2. 加热焊件 :将烙铁接触焊接点,注意首先要保持烙铁加热焊件各部分,例如印制板上引线和焊盘都使之受热,其次要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件,以保持焊件均匀受热。
  3. 熔化焊料 :当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,焊料开始熔化并润湿焊点。
  4. 移开焊锡 :当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。
  5. 移开烙铁 :当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。

按上述步骤进行焊接是获得良好焊点的关键之一。在实际生产中,最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触,而是先与焊锡丝接触,熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位,这样很容易产生焊点虚焊,所以烙铁头必须与被焊件接触,对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。

焊接要领

烙铁头与两被焊件的接触方式

接触位置:烙铁头应同时接触要相互连接的2个被焊件(如焊脚与焊盘),烙铁一般倾斜45度,应避免只与其中一个被焊件接触。当两个被焊件热容量悬殊时,应适当调整烙铁倾斜角度,烙铁与焊接面的倾斜角越小,使热容量较大的被焊件与烙铁的接触面积增大,热传导能力加强。如LCD拉焊时倾斜角在30度左右,焊麦克风、马达、喇叭等倾斜角可在40度左右。两个被焊件能在相同的时间里达到相同的温度,被视为加热理想状态。
接触压力:烙铁头与被焊件接触时应略施压力,热传导强弱与施加压力大小成正比,但以对被焊件表面不造成损伤为原则。

焊丝的供给方法

焊丝的供给应掌握3个要领,既供给时间,位置和数量。

  • 供给时间:原则上是被焊件升温达到焊料的熔化温度是立即送上焊锡丝。
  • 供给位置:应是在烙铁与被焊件之间并尽量靠近焊盘。
  • 供给数量:应看被焊件与焊盘的大小,焊锡盖住焊盘后焊锡高于焊盘直径的1/3既可。

焊接时间及温度设置

  1. 温度由实际使用决定,以焊接一个锡点4秒最为合适,最大不超过8秒,平时观察烙铁头,当其发紫时候,温度设置过高。
  2. 一般直插电子料,将烙铁头的实际温度设置为(350~370度);表面贴装物料(SMC)物料,将烙铁头的实际温度设置为(330~350度)
  3. 特殊物料,需要特别设置烙铁温度。FPC,LCD连接器等要用含银锡线,温度一般在290度到310度之间。
  4. 焊接大的元件脚,温度不要超过380度,但可以增大烙铁功率。

(4)焊接注意事项

  1. 焊接前应观察各个焊点(铜皮)是否光洁、氧化等。
  2. 在焊接物品时,要看准焊接点,以免线路焊接不良引起的短路

焊接后检查

  1. 用完烙铁后应将烙铁头的余锡在海绵上擦净。
  2. 每天下班后必须将烙铁座上的锡珠、锡渣、灰尘等物清除干净,然后把烙铁放在烙铁架上。
  3. 将清理好的电烙铁放在工作台右上角。

改进PCB手工焊接的工艺控制

由于大多数电子组装厂已经通过及实施大批量无铅波峰焊与再流焊工艺,所以现在关注的焦点开始适当地转移到手工焊接。为保证无铅制造环境下的焊接质量,必须把注意力放到手工焊接操作实践与设备上。操作人员的技能及电烙铁工具的功能是手工焊接质量的决定因素。烙铁头的温度必须保持稳定,所有焊点操作应在同样时间内完成,这样才能保证焊点重复性的要求。但是烙铁头通常不能很快地恢复到原来的温度,操作人员经常只能采取高温度设置 —— 有时高达380℃ - 440℃。若采用这样极端片面的做法,众知无铅焊接工艺温度要比铅锡共晶焊接工艺已高出40℃之多,这样无非将原先已高的温度继续往上提升。
无铅焊接的温度控制
完美彩票注册 无铅工艺控质量制链中,最薄弱环节是缺乏长远的考虑。无铅手工焊接需要严格的加热温度控制,满足无铅合金焊接工艺温度高与工艺窗口窄小的要求。无铅合金工艺温度高与器件承受温度极限,两者构成无铅焊接工艺难题的基础。所以在手工焊接过程中,必须严格地提高温度稳定性与重复性。

企业技术层上下要统一认识

直接影响手工焊接工艺质量有三个因素;焊接工具的选择,操作人员的培训,管理人员对工艺的关注。高级管理人员应该关心产品组装生产全过程的每一项工艺。可是在SMT组装厂一般碰到的情况是,管理人员主要精力放在‘重要投资’方面。(焊膏印刷,器件贴装,焊接,测试与检测),忽视对手工焊接工艺的重要性;于是焊接工具的选择,操作人员培训与设备的决定权转让给生产线上人员。
首先高级管理人员没有能够考虑SMT组装无铅化全部过程的方方面面,他们也缺少充分资金来支撑成功实施无铅手工焊接;必须更新焊接装备与重新培训生产线人员,结果使得无铅手工焊接经常成为电子组装无铅化的一个严峻问题。手工焊接是一项与操作者自身技能密切相关的工艺,使用不合适的焊接装备,受训过的手工焊接技术员又无能力正确指导工艺。粗略估计只有10 – 25%的组装厂实施IPC规定的手工焊接标准的培训计划。
现在许多返工与返修专业商应运而生,他们看到组装厂开始转入大批量无铅化生产后,产品的投诉抱怨电话增加。经常是一些组装厂需要返修大量印制电路板组件,但在他们自己的无铅生产线上检验及鉴别问题根源却遇到失败。
管理者最终注意到;产品因质量问题不能上市或从不满意的用户手里返回而使企业受到很大伤害,损失公司资金,形象及与用户的关系。手工焊接低劣的技能暴露无遗,这也就是为什么有些高级管理者开始重视无铅手工焊接的主要原因。

温度稳定性

重复,稳定的手工焊接工艺依赖于三个因素;时间,温度与操作者技能。
烙铁头在焊点上的停留时间,手工焊接工艺是与操作者的技能及培训水平相关,而在焊接过程的焊点温度是由烙铁头上的实际温度所控制的,这完全取决于电烙铁的设计与制造技术。
电烙铁怎样才能使烙铁头很快地恢复热量补偿热量的损失,烙铁头在焊点上保持的时间,最终决定焊点的实际温度。恢复迟慢的电烙铁导致焊点温度的不一致。
老式电烙铁的温度传感器安装位置远离烙铁头工作端面 - 这将造成焊点质量不一致。温度总是由高处向低处传递,烙铁头与焊点接触时温度跌落,在下一个焊点操作前无法足够快地恢复到原来温度。结果是每一个焊点的焊接温度,总比前一个焊点焊接温度低。
焊接电烙铁制造商正在研发具有更好性能的电烙铁,烙铁头直接安装加热元件的套筒上。使得烙铁头温度在加热元件的热惯性作用下,温度不会下降。由于铜烙铁头尺寸小,容易损坏,烙铁头的更换费用很高,迫使组装厂只能简单地放弃选用这种配置性能好,价格贵加热元件的电烙铁。
无铅手工焊接,烙铁头消耗上升,一种新型焊接台(I-Con),使用150W 微型加热元件技术(I-Tool),(专利在审查中)其性能与配置昂贵加热元件套筒的电烙铁相同。
微型加热元件(I-Tool)使用标准的,低价烙铁头,每次需要更换烙铁头时,烙铁头可方便拆卸,不必更换加热元件。采用此项技术的烙铁头温度在约9秒内,从室温加热到350℃,或3秒从电烙铁待用状态温度到350℃。
电烙铁内置电动传感器芯片,电烙铁使用时可自动确认及监控。当电烙铁放回固定架或长时间未移动,电烙铁会自动降到较低的待用温度,免除了固定架需要安装微型开关所带来的一些问题;若电烙铁没有完全安放在正确位置上,电烙铁就不能被检测到。现在这种新型电烙铁改进了无铅手工焊接的工艺控制。

此外,如烙铁头过冷或过热,系统会使用视象与声音信号警示操作者,新型电烙铁准许专定工艺窗口,保证每个焊点在正确工艺温度条件下形成。

手工焊接注意事项

  1. 烙铁温度要适中(太高烙铁头容易烧死;太低焊不牢,焊点也不光滑)最好用恒温烙铁或普通烙铁间断通电;
  2. 助焊剂不能用焊锡膏,只能用松香酒精溶液(焊锡膏有腐蚀性);
  3. 焊接前要涂助焊剂;烙铁头一次吃锡不能太多,否则焊点太大容易焊点之间粘连;
  4. 元件焊接前要处理干净元件腿,事先蘸松香搪一层锡;
  5. 每个元件腿的焊接时间不能超过3秒(时间长容易烧坏元件和导致线路板铜箔脱落)。