手动焊接基础知识培训

,手动焊接基础知识培训,2010,年,10,月,10,日,培训内容,一、概述,二、,焊接原理,三、助焊剂的作用,四、焊锡丝的组成与作用,五、手工焊接过程,六、焊点质量检查,七、不良焊点可能产生的原因,一、概述,随着电子元器件的封装更新换代加快，元件由原来的直插式改为了平贴式，连接排线也由,FPC,软板进行替代，元器件电阻电容经过了,1206,，,0805,，,0603,，,0402,，,0201,后已向,01005,平贴式发展，这无一例外的说明了电子发展已朝向小型化、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。,二、焊接原理,*,焊接,?,-,利用比接触的金属,(,部品,LEAD.,铜板,),温度底的锡相互间连接的合金层,.,锡焊是一门科学，他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，再借助于助焊剂的作用，使其流入被焊金属之间，待冷却后形成牢固可靠的焊接点。 当焊料为锡铅合金焊接面为铜时，焊料先对焊接表面产生润湿，伴随着润湿现象的发生，焊料逐渐向金属铜扩散，在焊料与金属铜的接触面形成附着层，使两则牢固的结合起来。所以焊锡是通过润湿、扩散和金属结合这三个物理,化学过程来完成的。,二、焊接原理,润湿,：润湿过程是指已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流，从而在被焊母材表面形成附着层，使焊料与母材金属的原子相互接近，达到原子引力起作用的距离。,(,图,1,所示,),。,引起润湿的环境条件：被焊母材的表面必须是清洁的，不能有氧化物或污染物。,形象比喻：把水滴到荷花叶上形成水珠，就是水不能润湿荷花。把水滴到棉花上，水就渗透到棉花里面去了，就是水能润湿棉花。,二、焊接原理,焊接的润湿角度（焊锡与元件或焊锡与焊盘间）不可超过,90,（图,A,，,B,）。,二、焊接原理,扩散,：伴随着润湿的进行，焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始发生。通常原子在晶格点阵中处于热振动状态，一旦温度升高。原子活动加剧，使熔化的焊料与母材中的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵，原子的移动速度与数量决定于加热的温度与时间。,(,图二所示,),。,金属结合,：由于焊料与母材相互扩散，在,2,种金属之间形成了一个中间层,-,金属化合物，要获得良好的焊点，被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物，从而使母材达到牢固的冶金结合状态。,(,图三所示,),三、助焊剂的作用,1),拨表面氧化膜,.,要达到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面，但金属一旦曝露于空气中会生成氧化层，这中氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂清除氧化层之后，干净的被焊物表面，才可与焊锡结合。,2),表面粘贴力分散,.,3),防止表面再氧化,.,当助焊剂在去除氧化物反应的同时，还要形成一个保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡为止。,四、焊锡丝的组成与作用,我们使用的有铅,SnPb(Sn63%Pb37%),的焊锡丝和无铅,SnAgCu,（,96.5%SN3.0% AG0.5%CU,）的焊锡丝里面是空心的，这个设计是为了存储助焊剂（松香），使在加焊锡的同时能均匀的加上助焊剂。,焊锡丝的作用：达到元件在电路上的导电要求和元件在,PCB,板上的固定要求。,五、手工焊接过程,1,）操作前检查,（,1,）每天上班前,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,.,（,2,）已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头应更换新的：,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。（,3,）检查吸锡海绵是否有水和清洁，若没水，请加入适量的水（用手轻捍海绵时滴,34,滴水的程度，,水量大烙铁头温度急冷却,(,易发生虚焊,),，水量少烙铁头不能清洗,(,海绵易烧坏,),），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。（,4,）人体与烙铁是否可靠接地，人体是否佩带静电环。,五、手工焊接过程,2,）焊接操作姿势与卫生,焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于,30cm,，通常以,40cm,时为宜。电烙铁拿法有三种，如图一所示。反握法动作稳定，长时间操作不宜疲劳，适于大功率烙铁的操作。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。,五、手工焊接过程,焊锡丝一般有两种拿法，如图二所示。由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放置在烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头，以免被烙铁烫坏绝缘后发生短路。,五、手工焊接过程,3,）焊接步骤,烙铁焊接的正确操作步骤具体可分为五步，称为五步工程法，要获得良好的焊接质量必须严格的按下图四操作。,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。,五、手工焊接过程,4,）焊接要领,（,1,）烙铁头与两被焊件的接触方式,接触位置：烙铁与焊接面一般应倾斜,45,度。,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。（,2,）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时立即送上焊锡丝。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。,（,3,）焊接时间及温度设置焊接时间：具体参照,WI,要求，一般贴片器件焊接小于等于,3,秒、每个焊点焊接次数不大于,3,次，对于接地点或通孔焊接时间相应延长（具体依产品而定）。,温度设置（具体参照,WI,要求）：,有铅产品,:310+/-10,度,;,无铅,:330+/-10,度。,五、手工焊接过程,烙铁,TIP,温度的影响,五、手工焊接过程,（,4,）焊接注意事项,1,、焊接前应观察各个焊盘是否光洁、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,3,、没有预热时不能投入焊锡。,4,、海棉轻轻的挤时，滴,3-4,滴水的程度。,5,、烙铁头每次焊接时必需清洗。,6,、烙铁不能在作业台上或烙铁盒上敲打。,7,、作业前必需确认烙铁温度。,8,、焊接后未成固体时不能冲击和摇晃。,9,、烙铁头不良时应及时替换。,10,、作业时确认烙铁温度是否已点检。,11,、作业结束烙铁头清洗并上新锡进行保护后摆放。,五、手工焊接过程,5,）操作后检查：,（,1,）用完烙铁后应将烙铁头的余锡在海绵上擦净，在上一层新锡避免烙铁头氧化。（,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，锡渣放到专用的回收盒中做回收处理。（,3,）将清理好的电烙铁放在工作台右上角。,五、手工焊接过程,总结：,焊接所用工具,:,烙铁、烙铁台（海绵）、焊锡丝、被焊物。,焊接参数：,温度、烙铁头类型、海绵浸水量、焊接时间及次数。,焊接方法：,1,、预热,2,、喂锡,3,、流动、扩散焊锡,4,、取走焊锡丝、烙铁,5,、固化,6,、自检,六、焊点质量检查,六、焊点质量检查,六、焊点质量检查,七、不良焊点可能产生的原因,不良焊点可能产生的原因,：（,1,）形成锡球，锡不能散布到整个焊盘？,烙铁温度过低，或烙铁头太小；焊盘氧化。,（,2,）拿开烙铁时候形成锡尖？,烙铁不够温度，助焊剂没熔化，不起作用。烙铁头温度过高，助焊剂挥发掉，焊接时间太长。,（,3,）锡表面不光滑，起皱？,烙铁温度过高，焊接时间过长。,（,4,）松香散布面积大？,烙铁头拿得太平。,（,5,）锡珠？,锡线直接从烙铁头上加入、加锡过多、烙铁头氧化、敲打烙铁。烙铁温度过高。,（,6,）,PCB,离层？,烙铁温度过高，烙铁头碰在板上。,（,7,）黑色松香？,温度过高；烙铁嘴氧化。,七、不良焊点可能产生的原因,冷焊,特点,焊点呈,不平滑,之外表，严重时于线脚四周，产,生,绉褶,或,裂缝,。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,影响性,焊点寿命较短，容易于使用一段时间后，开始产生,焊接不良,之现象，导致功能失效。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,焊点凝固时，受到不,當,震动,(,如输送皮带,震动,),。,2.,焊接物,(,线脚、焊垫,),氧化,。,3.,润焊,时间,不足。,补救处置,1.,排除焊接时之震,動,来源,。,2.,检查线脚及焊垫之氧化状况，如氧化过,于严重，可事先,Dip,去除氧化。,3.,调整焊接速度，,加長,润焊时间。,七、不良焊点可能产生的原因,针孔,特点,于焊点外表上产生,如,针孔,般大小之孔洞。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,影响性,外观不良且焊点强度较差。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,含,水气,。,2.,零件线脚受,污染,(,如硅油,),。,3.,倒通孔之空气受零件,阻塞,，不易逸出。,补救处置,过炉前以,80100,烘烤,23,小时。,2.,严格要求,PWB,在任何时间任何人都不得,以手,触碰,PWB,表面，以避免污染。,3.,变更零件脚成型方式，避免,Coating,落于,孔内，或察看孔径与线径之,搭配,是否有,风孔之现象。,七、不良焊点可能产生的原因,短路,特点,在不同线路上两个或两个以上之相邻焊点间，其焊垫上之焊锡产生,相連,现象。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,影响性,严重影响电气特性，并造成零件严重损害。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,板面,预熱,温度不足。,2.,输送带速度过,快,，润焊时间不足。,3.,助焊剂,活化,不足。,4.,板面吃锡高度过,高,。,5.,锡波表面,氧化物,过多。,6.,零件间距过近。,7.,板面过炉方向和锡波方向不配合。,补救处置,1.,调,高,预热温度。,2.,调,慢,输送带速度，并以,Profile,确认板面,温度。,3.,更新助焊剂。,4.,确认锡波,高度,为,1/2,板厚高。,5.,清除锡槽表面,氧化物,。,6.,变更设计加大零件间距。,7.,确认过炉方向，以避免并列线脚同时过,炉，或,变更设计,并列线脚同一方向过炉。,七、不良焊点可能产生的原因,漏焊,特点,零件线脚四周未与焊锡,熔接,及,包覆,。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,影响性,电路无法,导通,，电气功能无法显现，偶尔出现焊接不良，电气测试无法检测。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,助焊剂,发泡不均匀,，泡沫颗粒太大。,2.,助焊剂未能完全,活化,。,3.,零件设计过于密集，导致锡,波,阴影,效应。,变形,。,5.,锡波,过低,或有搅流现象。,6.,零件脚受污染。,氧化、受污染或防焊漆沾附。,8.,过炉速度太,快,，焊锡时间太,短,。,补救处置,1.,调整助焊剂发泡,槽,气压,及定时清洗。,2.,调整预热,温度,与过炉速度之搭配。,设计加开,气孔,。,4.,调整,框架,位置。,5.,锡波加高或清除锡渣及定期清理锡炉。,6.,更换零件或增加浸锡时间。,7.,去厨防焊油墨或更换,PWB,。,8.,调整过炉,速度,。,七、不良焊点可能产生的原因,线脚长,特点,零件线脚吃锡后，其焊点线脚长,度,超过规定,之高度者。,允收标准,mm ,线脚长度小于,0.8mm ,线脚长度小于,影响性,1.,易造成,锡裂,。,2.,吃锡量易,不足,。,3.,易形成,安距,不足。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,插件时零件,倾斜,，造成一长一短。,2.,加工时,裁切,过长。,补救处置,1.,确保插件时零件,直立,，亦可以加工,Kink,的方式避免倾斜。,2.,加工时必须确保线脚长度达到规长度。,3.,注意组装时偏上、下限之线脚长。,七、不良焊点可能产生的原因,锡少,特点,焊锡未能沾满整个锡垫，,且,吃锡高度,未达线脚长,1/2,者。,允收标准,焊角须大于,15,度，未达者须二次补焊。,影响性,锡点强度不足，承受外力时，易导,致,锡裂,，其二为焊接面积变小，长时间易引响焊点寿命。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,锡溫,过高、过炉时,角度,过大、助焊剂,比,重,过高或过低、,后档板,太低。,2.,线脚過,长,。,3.,焊垫,(,过大,),与线径之搭配不恰当。,4.,焊垫太相邻，产生拉锡。,补救处置,1.,调整,锡炉。,2.,剪短,线脚。,3.,变更,Layout,焊垫之,设计,。,4.,焊垫与焊垫间增加防焊漆区隔。,七、不良焊点可能产生的原因,锡多,特点,焊点锡量过多，使焊点,呈,外突曲线,。,允收标准,焊角须小于,75,度，未达者须二次补焊。,影响性,过大的焊点对电流的导通并无太大帮助，但却会使焊,點,强度,变弱。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,焊锡温度过,低,或焊锡时间过,短,。,2.,预热温度,不足，,Flux,未完全达到活化及,清洁的作用。,比重过,低,。,4.,过炉角度太小。,补救处置,1.,调高,锡溫,或调慢过炉,速度,。,2.,调整预熱,温度,。,3.,调整,Flux,比重。,4.,调整锡炉过炉,角度,。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,在零件线脚端点及吃锡路线上，成形为多余,之,尖锐锡点,者。,允收标准,锡尖长度须小于，未达者须二次补焊。,锡尖,影响性,1.,易造成,安距,不足。,2.,易,刺穿,绝缘物，而造成耐压不良或短路。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,较大之金属零件吸热，造成零件局部吸,热不均。,2.,零件线脚過,长,。,3.,锡温不足或过炉时间太快,、,预熱,不够。,4.,手焊烙铁温度,传导,不均。,补救处置,1.,增加预熱,温度,、降低过炉,速度,、提高锡,槽,温度,来增加零件之受热及吃锡时间。,2.,裁短,线脚,。,3.,调高温度或更换导热面积较大之烙铁头。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,于焊点外表上产生肉眼清晰可见,之,贯穿孔洞,者。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,锡洞,OK,NG,影响性,1.,电路无法,导通,。,2.,焊点强度,不足。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,零件或,PWB,之,焊墊,焊锡性不良。,2.,焊垫受,防焊漆,沾附。,3.,线脚与孔径之,搭配,比率过大。,4.,锡炉之锡波不稳定或输送,帶,震动,。,5.,因预熱,温度过高,而使助焊剂无法活化。,6.,导通孔内壁,受污染或线脚度锡不完整。,零件,过緊,，线脚紧偏一边。,补救处置,1.,要求供货商,改善,材料焊性。,2.,刮除焊垫上之,防焊漆,。,3.,缩小,孔径。,4.,清洗锡槽、,修護,输送带。,5.,降低,预热温度,。,6.,退回,厂商处理。,7.,修正,AI,程序，使线脚落于导通孔中央。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,于,PWB,零件面上所产生肉眼清晰可见,之,球状锡,者。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,锡珠,NG,NG,影响性,1.,易造成“线路短路”的可能。,2.,会造成安距不足，电气特性易受引响而,不稳定。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,助焊剂,含水量,过高。,受潮,。,3.,助焊剂,未完全活化。,补救处置,1.,助焊剂储存于阴凉且干燥处，且使用后,必须将盖盖好，以防止,水氣,进入；发泡,气压加装油水过滤器，并定时检查。,使用前需先放入,80,烤箱,两小时。,3.,调高,预热温度,，使助焊剂完全活化。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,焊点上或焊点间所产生,之,线状锡,。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,锡渣,NG,NG,影响性,1.,易造成线路短路。,2.,造成焊点未润焊。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,锡槽焊材,杂度,过高。,2.,助焊劑,发泡,不正常。,3.,焊锡时间太,短,。,4.,焊锡温度,受熱,不均匀。,5.,焊锡,液面,太高、太低。,6.,吸锡枪內,锡渣,掉入,PWB,。,补救处置,1.,定时清除锡槽内,之,锡渣,。,2.,清洗,发泡管,或调整发泡气压。,3.,调整焊锡炉输送带,速度,。,4.,调整焊锡炉锡温,與,预热,。,5.,调整焊锡,液面,。,6.,养成正确使用吸锡枪使用方法，及时保,持桌面的,清洁,。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,于焊点上发生之,裂痕,，最常出现在线脚周围、中间部位及焊点底端与焊垫间。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,锡裂,NG,NG,影响性,1.,造成电路上,焊接不良,，,不易检测,。,2.,严重时电路,无法导通,，电气,功能失效,。,七、不良焊点可能产生的原因,补救处置,取、放接不能同时抓取零件，且须,轻取、轻放。,2.,变更设计。,3.,剪脚时不可,扭弯拉扯,。,4.,加工时先控制线脚长度，插件避免,零件,倾倒,。,5.,调整锡炉或重新补焊。,造成原因,1.,不正确之,取、放,PWB,。,2.,设計,时产生不当之焊接机械应力。,3.,剪腳,动作错误。,4.,剪脚過,长,。,5.,锡,少,。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,在同线路上两个或两个以上之相邻焊点间，其焊垫上之焊锡产生,相連,现象。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需二次补焊。,锡桥,OK,NG,影响性,对电气上毫无影响，但对焊点外观上易造成短路判断之混淆。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,板面,预熱,温度不足。,2.,输送带速度过,快,，润焊时间不足。,3.,助焊剂,活化,不足。,4.,板面吃锡高度过,高,。,5.,锡波表面,氧化物,过多。,6.,零件间距过近。,7.,板面过炉方向和锡波方向不配合。,补救处置,1.,调,高,预热温度。,2.,调,慢,输送带速度，并以,Profile,确认板面温度。,3.,更新助焊剂。,4.,确认锡波,高度,为,1/2,板厚高。,5.,清除锡槽表面,氧化物,。,6.,变更设计加大零件间距。,7.,确认过炉方向，以避免并列线脚同时过,炉，或,变更设計,并列线脚同一方向过炉。,七、不良焊点可能产生的原因,特点,印刷电路板之焊垫与电路板之基材产,生,剥離,现象。,允收标准,无此现象即为允收，若发现即需报请专人修补焊垫。,翘皮,NG,NG,影响性,电子零件无法完全达到,固定,作用，严重时可能因震动而致使线,路,断裂,、功能失效。,七、不良焊点可能产生的原因,造成原因,1.,焊接时温度过,高,或焊接时间過,长,。,之铜箔,附着力,不足。,3.,焊锡炉温过,高,。,4.,焊垫过,小,。,5.,零件过大致使焊垫无法承受震动,之,应力,。,补救处置,1.,调整烙鐵,温度,，并修正焊接动作。,2.,检查,PWB,之铜箔,附着力,是否达到标准。,3.,调整焊锡炉之温度至正常范围内。,4.,修正焊垫。,5.,于零件底部与,PWB,间点胶，以增加附着,力或以机械方式固定零件，减少震动。,End,