无铅手工焊接

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1、无铅手工焊接 REV：A Date：REV：A Date： 2009/07/26 2009/07/26 目录目录 一、手工焊接基本概述一、手工焊接基本概述 13.焊点灰暗 二、焊接工具 二、焊接工具 14.焊点表面粗糙 2.1 无铅手焊工具及设备介绍 15.黄色焊点 2.1.1 选用无铅焊台 16.短路(桥接)2.1.2 烙铁头选用 七、烙铁法则七、烙铁法则 2.1.3 返修工具选择 7.1 电烙铁安全使用 2.2 焊接辅助工具 7.2 新电烙铁的最初使用 三焊接机理三焊接机理 7.3 电烙铁接通电源后，不热或不太热 3.1 焊锡成份 7.4 电烙铁的保养 3.1.1 Sn-Ag-Cu焊锡的特

2、征： 八、焊接技术八、焊接技术 3.2 助焊剂的选择及应用 8.1 焊接基本条件 3.2.1 助焊剂在焊接中的作用 8.2 手工锡焊要点 3.2.2 助焊剂的运用 8.3 焊接操作要领 3.3 无铅焊接原理 3.3.1 手工焊接的基本操作原则 3.4 焊点润湿及含义 3.4.1 润湿角 3.4.2 扩散 3.5 焊接时间及温度控制 四、纠正焊接时不正当的操作方法四、纠正焊接时不正当的操作方法 4.1 加锡不当 4.2 插装焊接问题 4.3 焊接完注意 4.4 正确撤出烙铁 五、无铅手工焊点的检查要求五、无铅手工焊点的检查要求 5.1 焊点的检查要求 5.2 焊点质量要求 六、焊接常见问题原因及

3、分析六、焊接常见问题原因及分析 1.沾锡不良 2.局部沾锡不良 3.冷焊或焊点不亮 4.焊点破裂 5.焊点太大 6.锡尖 (冰柱) 7.防焊绿漆上留有残锡 8.白色残留物 9.深色残余物及浸蚀痕迹 10.绿色残留物 11.白色腐蚀物 12.针孔及气孔返回首页1 of 17 无铅手工焊接 REV：A Date：REV：A Date： 2009/07/26 2009/07/26 一手工焊接基本概述一手工焊接基本概述 随着电子科技的飞速发展，电子组装行业的进步，元器件封装形式的不断变化，使得很多公 司开始面对无铅焊接的工艺挑战，手工焊接以及相关技术已经被认为是制造中的关键因素，需 要更过的研究与发展

4、。 手工焊接一般发生在生产线的末端，这时的PCB板已经具有很高的内在价值，所以手工焊接 的过程控制是否正确对生产率与成本的高低有重要的影响。由于这一环节通常是各种焊接工艺 中变数最大，产生问题最多的环节，因此更加受到人们的重视，使得手工焊接技术也在电子行 业重新成为一个新话题。 由于SMT电子元器件的封装更新换代加快，由原来的直插式改为了平贴式，连排线也由FPC 软板进行替代，元器件电阻电容经过了1206,0805,0603,0402后已向0201平贴式进军，BGA封装 后已使用了蓝牙技术，这无一例外的说明了电子发展已朝向小型化与微型化发展，手工焊接难 度也随之增加，在焊接当中稍有不慎就会损伤

5、元器件，或引起焊接不良，所以我们的一线手工 焊接人员必须对焊接原理，焊接过程，焊接方法，焊接质量的评定，及电子基础有一定的了解。 手工焊接/Hand Soldering：指以烙烙铁为主要热源以及其它手动设备，用手工操作的方式 加热锡金料与被焊件（如元器件母脚焊端、焊盘、导线等）进行焊接/或拆焊的过程/作业。它 是制造电子产品最基本、最有效的装联方法。因此，以下将介绍手工焊接的一般条件： 二、焊接工具二、焊接工具 本文讨论涉及手工焊接的过程控制的几个重要因素并讨论如何适应满足完成无铅焊接的需 要。要做好无铅手工焊接，首先要做好以下工具准备： 2.1 无铅手焊工具及设备介绍 2.1 无铅手焊工具及

6、设备介绍 2.1.1 选用无铅焊台 2.1.1 选用无铅焊台 对于电子组装用焊接设备而言，其最根本的作用就是传递热量，无铅焊台（电烙铁）也不 例外。因无铅焊锡丝的熔点高，带走热量快，焊接时易产生冷焊，因此应选择功率大，回温快， 有足够热补偿的无铅烙铁。因此，我们常用的烙铁按烙铁本身传热的功率分为大功率和其它种 类。其区别在于烙铁头传温越高越快功率就越大。我们常用的烙铁型号为 QUICK203、QUICK203H 如图二： （温度调节范围：50-600；功率 90W；输入电压 220 伏交流电；加热原理为高频涡 流；静电势2mV）和 QUICK303 如图一： （温度调节范围：50-500；功率

7、 120W；输入电压 220 伏交流电；加热原理为高频涡流；静电势2mV）的无铅焊台。因而在焊接不同体积元件时 也选用适当功率的烙铁。当然还有其它款项的烙铁，这里不一一介绍。 图二 图一 返回首页2 of 17 无铅手工焊接 REV：A Date：REV：A Date： 2009/07/26 2009/07/26 2.1.2 烙铁头选用 2.1.2 烙铁头选用 焊点的最高温度受烙铁头温度的影响比较大，如果你选择了合适的烙铁头尺寸，并 且在焊点处有良好的热传导，会对焊接非常有利。所以我们通常选用粗大一点的、热容 量大的烙铁头。 烙铁头的形状应当与被焊接物体有类似的形状与尺寸 （左：形状合适，中：

8、型状太小, 右：形状太大） 另外一个重要的选择是挑选正确的烙铁头几何形状，它的大小应当与被焊接的组件 相当，一般我们所用的都为有面的烙铁头（也就是B、C或D状）的居多（平时我们叫平的 或圆的），平的烙铁头比圆的烙铁头有更大的接触面积，从而有更好的热传导特性。不 过也得看焊接对象是否有大的接触面。 由于无铅焊锡丝的高锡含量，使用时容易腐蚀烙铁头，降低烙铁头的使用寿命，因此也应选用 耐腐蚀不含重金属的无铅烙铁头。 2.1.3 返修工具选择 2.1.3 返修工具选择 焊接过程中，难免会出现大大小小的漏洞，在我们用 IPC 标准检验后无法接收但还能经反 修再利用时我们就会选择返修。 返修和焊接相似，不

9、同的只是返修是在焊接完的基础上再修改以达到我们所要的目的。所 以焊接工具也可以成为返修的工具，不过相较之下我们在返修时还得添加一台热风枪以便拆卸 元件。我们常用的风枪类型为图一所示的 QUICK，它的特点有：，拆芯片只需 10 秒；，具 有 CH1、CH2、CH3 三种固定工作模式；，采用大屏幕 LCD 显示，可显示温度、风量等信息； 手柄解剖图 调 TEMP 按钮 图一 显示风速 显示温度 调AIR按钮 上图所示的无铅热风拆焊台最特别的功能就是它自身还配备着不同的喷嘴，在拆不同的元件时 采用其最适应的喷嘴会有更出色的效果，如下图所示不同喷嘴类型： 口型出风口，方便拆 QFP 二型出风口， 方

10、便拆双排直列的 IC最简单常用的类型，一般 2-4 引脚均由它拆 返回首页3 of 17 无铅手工焊接 REV：A Date：REV：A Date： 2009/07/26 2009/07/26 2.2 焊接辅助工具 2.2 焊接辅助工具 2.2.1 焊接辅助设备介绍 焊接过程中，由于我们使用的焊料性质特别，所以常常会 有大量烟雾产生，为了我们不被烟雾的有害物质残害，所 以如右图的吸烟仪利用它可以减少烟量。 在必要的场合，我们为了更方便、更快捷的把元件安全 的卸下来，还可以选用“自动预热平台”为 PCB 预热 （绝不影响 PCB 的性能） ，或者把这些返修的设备组合在一 起将会更利于操作的质量。

11、 2.2.2 无论焊接或返修，最不可少的就是镊子（防静电）了。不管大小元件（ 特别是小元件） ， 我们在操作时是不能用手直接去触摸的， 因此我们必需借助镊子的力量来实现我们的目 的。 三焊接机理 三焊接机理 3.1 焊锡成份 3.1 焊锡成份 在日常工作过程中，我们较常用的多为Sn-Ag-Cu元素组合的锡线，因为与Sn-Pb元素组合的 非环保焊料相比有以下特征： 3.1.1 Sn-Ag-Cu焊锡的特征： 3.1.1 Sn-Ag-Cu焊锡的特征： 融点（作业温度）的上升如图一： 图一图一 可焊性的下降：Sn-Ag-Cu焊锡与Sn-Pb焊锡相比，由于容易酸化、表面张力高， 导致焊接性下降。只能选定

12、作业性、性赖性好的熔接剂；耐热性高的基板熔接剂；在不活跃气 氛（N2）中。等条件下进行焊接作业。 铜的扩散性：Sn-Ag-Cu半田与Sn-Pb焊锡相比，铜的扩散性高。且扩散性随着焊接 温度、焊接中铜的浓度的变化而变化加热量（温度/时间）增加、land被腐蚀部品固着 面积减少，接合强度下降下手工修理时的条件管理。 焊料合金中含有的不纯物管理：它的基本组成为：Sn-3.0Ag-0.5Cu，为了对应ROHS 规定，使用焊锡合金中含有的不纯物是铅0.1wt%以下。 就手工焊接而言，我们推荐使用sn-cu系二元无铅焊料，主要是99.3sn-0.7cu共晶焊料。有 以下几方面理由： （1） 由于无铅焊料各

13、组元素之间的熔点差别很大，因此应该尽可能选用最简单的二元合 金。组元元素越多，就越难形成均匀的显微组织； （2） sn-cu焊料是所有无铅焊料中成本最低的。这一点对于以加工为主的中国电子工业 界来说是相当重要的。 3.2 助焊剂的选择及应用 3.2 助焊剂的选择及应用 3.2.1助焊剂在焊接中的作用 3.2.1助焊剂在焊接中的作用 助焊剂应确保下列要求： 返回首页 对金属化孔透焊性良好； 4 of 17 无铅手工焊接 REV：A Date：REV：A Date： 2009/07/26 2009/07/26 焊接缺陷率低； 焊点洁净、轮廓敷形好 一般情况下，被焊金属和易熔的钎料合金表面均具有一层妨碍形成连接界面的薄锈膜。该锈膜 是受环境侵蚀的结果，并因环境和被焊金属的不同，而可能由氧化物、硫化物、碳化物或其它 腐蚀产物组成。这些非金属腐蚀产物的作用相当于阻挡层。因此，在焊钎接前必须要将其清除 掉。在焊接过程中，助焊剂所起的作用概括起来主要功能如下： 除去被焊基体金属表面的锈膜 在被