1.目的

1.1.1.1本工藝規(guī)程規(guī)定了手工焊接工藝相關(guān)的焊接工具與材料、操作方法和檢驗方法。

2.適用范圍

2.1.1.1本工藝規(guī)程適用于產(chǎn)品的手工焊接工藝的指導(dǎo)。

3.適用人員

3.1.1.1本工藝規(guī)程適用于手工焊接專職工藝人員、手工焊接操作人員、手工焊接檢驗人員。

4.名詞/術(shù)語

4.1.1.1手工焊接系統(tǒng)：指手工焊接操作所使用的焊接電烙鐵或其它焊接設(shè)備。

4.1.1.2焊接時間：從烙鐵頭接觸焊料到離開焊料的時間，即焊料處于加熱過程中時間。

4.1.1.3拆焊：返工、返修或調(diào)試情況下，使用專用工具將兩被焊件分離的手工焊接工藝操作方法。

4.1.1.4主面：總設(shè)計圖上定義的一個封裝與互連結(jié)構(gòu)（PCB）面（通常為包含元器件功能最復(fù)雜或數(shù)量最多的那一面）。

4.1.1.5輔面：與主面相對的封裝與互連結(jié)構(gòu)（PCB）面。

4.1.1.6冷焊點：是指呈現(xiàn)很差的潤濕性、外表灰暗、疏松的焊點。

4.1.1.7焊料受攏：焊料在焊接過程中發(fā)生移動而形成的應(yīng)力紋。

4.1.1.8反潤濕：熔化的焊料先覆蓋表面然后退縮成一些形狀不規(guī)則的焊料堆，其間的空檔處有薄薄的焊料膜覆蓋，未暴露基底金屬或表面涂敷層。

5.焊接工藝規(guī)范

5.1焊接流程

5.2焊接原理

5.2.1.1手工焊接中的錫焊的原理是通過加熱的烙鐵將固態(tài)焊錫絲加熱熔化，再借助于助焊劑的作用，使其流入被焊金屬之間，待冷卻后形成牢固可靠的焊接點；錫焊是通過潤濕、擴散和冶金結(jié)合這三個物理、化學(xué)過程來完成的，被焊件未受任何損傷；圖6-1是放大1000倍的焊點剖面。

5.3手工焊接操作方法

5.3.1電烙鐵的握法

5.3.1.1電烙鐵的基本握法分為三種（圖6-2）：

1)反握法，用五指把電烙鐵的柄握在掌內(nèi)；此法適用于大功率電烙鐵，焊接散熱量大的被焊件；

2)正握法，適用于較大的電烙鐵，彎形烙鐵頭一般也用此法；

3)握筆法，用握筆的方法握電烙鐵，此法適用于小功率電烙鐵，焊接散熱量小的被焊件。

5.3.2手工焊接操作的基本步驟

5.3.2.1正確的手工焊接操作過程可以分成六個步驟。前五個步驟為焊接步驟，最后一個步驟為手工清洗步驟。前五個步驟如圖6-3所示：

5.3.2.2步驟一：準(zhǔn)備施焊。左手拿焊絲，右手握烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)；要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。

5.3.2.3步驟二：加熱焊件。烙鐵頭靠在兩被焊件的連接處，加熱整個被焊件全體；

5.3.2.4步驟三：送入焊絲。焊件的焊接面被加熱到一定溫度時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。

5.3.2.5注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上。

5.3.2.6步驟四：移開焊絲。當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開焊絲。

5.3.2.7步驟五：移開烙鐵。焊錫潤濕兩被焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移開烙鐵，結(jié)束焊接。

5.3.2.8從第三步開始到第五步結(jié)束，時間大約是1.5~3s。

5.3.2.9手工清洗：焊接完成后應(yīng)立即使用專用防靜電刷和專用清洗劑清洗手工焊接中產(chǎn)生的助焊劑殘留等污染物。

5.3.2.10注：對于熱容量小的焊件，例如印制板上較細(xì)導(dǎo)線的連接，應(yīng)減小焊接各步驟的時間。

5.3.3印制電路板的焊接

5.3.3.1通用要求：

1)按圖樣將元器件裝入規(guī)定位置，要求標(biāo)識向上，方向一致；

2)有極性和方向要求的元器件，極性和方向不能裝反；

3)元器件的通常的裝焊順序原則為：先小后大、先低后高。

5.3.3.2電容器焊接 ，先裝玻璃釉電容器、有機介質(zhì)電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。

5.3.3.3二極管的焊接 ，焊接徑向二極管時，對最短引腳焊接時間不能超過2s 。

5.3.3.4三極管焊接，焊接時間盡可能短，焊接時用鑷子夾住引腳，以利散熱；焊接大功率三極管時，若需加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整后再緊固。

5.3.3.5貼片器件，選用低功率電烙鐵且焊接時間應(yīng)盡可能短。

5.3.3.6塑封元器件的焊接，正確的焊接方法是：

1)烙鐵頭在任何方向上均不要對接線片施加壓力，避免接線片變形從而導(dǎo)致焊接簧片類的器件受損；

2)在保證潤濕的情況下，焊接時間越短越好；實際操作中，在焊件可焊性良好的時候，只需要用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點即可；焊接后，不要在塑殼冷卻前對焊點進(jìn)行牢固性確認(rèn)試驗以形成裂紋等缺陷。

5.3.3.7簧片類元器件的焊接 ：

1)加熱時間要短，控制在1～2s之間；

2)不可對焊點任何方向加力；

3)焊錫用量適中。

5.3.3.8    集成電路的焊接：

1)在保證潤濕的前提下，盡可能縮短焊接時間，一般不要超過2s；

2)若使用低熔點焊料，熔點應(yīng)不高于180℃；

3)使用電烙鐵，功率不宜過大，且烙鐵頭直徑應(yīng)該小一些，防止焊接一個端點時碰到相鄰端點。

5.3.4導(dǎo)線焊接

5.3.4.1導(dǎo)線同接線端子、導(dǎo)線同導(dǎo)線之間的連接有兩種基本形式。

5.3.4.2繞焊

1)導(dǎo)線和接線端子的繞焊，是把經(jīng)過鍍錫的導(dǎo)線端頭在接線端子上繞一圈，然后用鉗子拉緊纏牢后進(jìn)行焊接；在纏繞時，導(dǎo)線一定要緊貼端子表面，絕緣層不要接觸端子，L應(yīng)等于或小于2倍線徑或1.5mm，取其中較小者。

2)導(dǎo)線與導(dǎo)線的連接以繞焊為主，操作步驟如下：去掉導(dǎo)線端部一定長度的絕緣皮，使焊接后滿足a中的要求；導(dǎo)線端頭鍍錫，并穿上合適的熱縮套管；兩條導(dǎo)線絞合，焊接；把套管推到接頭焊點上，用熱風(fēng)烘烤熱縮套管，套管冷卻后應(yīng)該固定并緊裹在接頭上。

3)這種連接的可靠性最好，在要求可靠性高的地方常常采用。

5.3.4.3鉤焊將導(dǎo)線彎成鉤形鉤在接線端子上，用鉗子夾緊后再焊接；其端頭的處理方法與繞焊相同；這種方法的強度低于繞焊，但操作簡便；L應(yīng)等于或小于2倍線徑或1.5mm，取其中較小者。

5.3.5拆焊

5.3.5.1在調(diào)試、維修過程中，或由于焊接錯誤對元器件進(jìn)行更換時就需拆焊；拆焊次數(shù)不得大于2次，拆焊時應(yīng)選用專用的拆焊工具，焊接方法與上述方法相同，普通元器件的拆焊工具：

1)用吸錫網(wǎng)進(jìn)行拆焊；

2)用氣囊吸錫器進(jìn)行拆焊；

3)用專用拆焊電烙鐵拆焊；

4)用吸錫電烙鐵拆焊。

5.3.6焊后清洗

5.3.6.1PCB手工焊接焊后清洗應(yīng)根據(jù)IPC/EIAJ-STD-001標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗。

5.3.6.2PCB的清洗應(yīng)該能去除污垢、焊接殘留物、錫渣、線頭、錫球和其它的小顆粒。

5.3.6.3按照IPC-TM-650的測試方法進(jìn)行周期性的測試。離子性的污染物和助焊劑的殘渣應(yīng)該少于1.56微克/平方厘米Nacl。

5.4手工焊接通用要求

5.4.1靜電防護

5.4.1.1焊接過程中的靜電防護操作應(yīng)嚴(yán)格按照“防靜電工藝規(guī)程”的規(guī)定執(zhí)行。

5.4.2環(huán)境控制

5.4.2.1溫度：18℃～30℃，相對濕度：30%～70%。

5.4.2.2工作臺表面的照明至少應(yīng)達(dá)到1000lm/m2。

5.4.2.3保持工作區(qū)的清潔度和周邊環(huán)境整潔，以防止焊接工具、材料和被焊件表面受污染或被損壞；禁止在工作區(qū)飲食及吸煙。

5.5焊接工具、設(shè)備與焊接材料及要求

   手工焊接過程中，對手工焊接工具和焊接材料通常有各種特定要求，不可隨意選取以造成焊接工藝過程的不可控、產(chǎn)生不合格品和質(zhì)量隱患。

5.5.1工作臺和手工焊接系統(tǒng)的選擇準(zhǔn)則

5.5.1.1所選擇的焊接系統(tǒng)要能夠迅速加熱焊接區(qū)、并且能夠在整個焊接操作期間充分保持連接點的焊接溫度范圍。

5.5.1.2焊接設(shè)備(非工作狀態(tài))的溫度應(yīng)能控制在烙鐵頭閑置溫度的±5℃以內(nèi)。

5.5.1.3操作者選定或額定的閑置/待機狀態(tài)下的焊接系統(tǒng)溫度應(yīng)在實際測量的烙鐵頭溫度的±15℃以內(nèi)。

5.5.1.4焊接系統(tǒng)的烙鐵頭和工作臺公共接地點之間的電阻不應(yīng)超過5Ω；加熱元器件和烙鐵是在正常工作溫度下測量的（注：按EN 00015-1：1992 制造的限流焊接設(shè)備可以不符合該要求）。

5.5.1.5從加熱烙鐵頭到接地部位的交流(AC)和直流(DC)漏電流不應(yīng)對設(shè)備和元器件造成有害影響。

5.5.1.6由焊接設(shè)備產(chǎn)生的烙鐵頭的瞬時電壓峰值不應(yīng)超過2V（注：按EN 00015-1：1992 制造的限流焊接設(shè)備可以不符合該要求）。

5.5.1.7焊接較大元器件時，如金屬底盤接地焊片，應(yīng)選100W 以上的電烙鐵。

5.5.1.8烙鐵頭的形狀要適應(yīng)被焊件物面要求和元器件裝配密度。

5.5.1.9烙鐵頭的頂端溫度要與焊料的熔點相適應(yīng)，一般要比焊料熔點高 30～80℃（不包括在電烙鐵頭接觸焊接點時下降的溫度）。

5.5.1.10電烙鐵熱容量要恰當(dāng)；烙鐵頭的溫度恢復(fù)時間要與被焊件物面的要求相適應(yīng)；溫度恢復(fù)時間是指在焊接周期內(nèi)，烙鐵頭頂端溫度因熱量散失而降低后，再恢復(fù)到最高溫度所需時間；它與電烙鐵功率、熱容量以及烙鐵頭的形狀、長短有關(guān)。

5.5.2電烙鐵的日常保養(yǎng)

5.5.2.1為防止烙鐵頭鍍層金屬在空氣中高溫氧化，在使用前和使用后應(yīng)給烙鐵頭上錫；具體方法是：當(dāng)烙鐵頭溫度升到能熔錫時，將烙鐵頭上沾涂一層焊錫，使烙鐵頭的刃面全部掛上一層焊錫便可使用或斷電存放。

5.5.2.2電烙鐵長時間不使用(10分鐘以上)時應(yīng)切斷電源。

5.5.2.3參照電烙鐵使用說明書，定期更換超過使用壽命的烙鐵頭。

5.5.2.4焊接時，由于高溫，烙鐵頭容易產(chǎn)生氧化層，必須用焊接專用清潔海綿清潔，以保證焊接質(zhì)量；使用時海綿必須加水。

5.5.3輔助工具

5.5.3.1尖嘴鉗：它的主要作用是在連接點上纏繞導(dǎo)線、對元器件引腳成型。

5.5.3.2斜口鉗：又稱偏口鉗、剪線鉗，主要用于剪切導(dǎo)線，剪掉元器件多余的引腳；不要用偏口鉗剪切螺釘、較粗的鋼絲，以免損壞鉗口。

5.5.3.3鑷子：主要用途是攝取微小元器件；在焊接時夾持被焊件以防止其移動和幫助散熱。

5.5.3.4旋具：又稱改錐或螺絲刀，分為十字旋具、一字旋具；主要用于擰動螺釘及調(diào)整可調(diào)元器件的可調(diào)部分。

5.5.3.5清潔海綿：去除烙鐵頭氧化層的專用海綿，使用時海綿必須加水。

5.5.4焊接材料

5.5.4.1焊錫絲的合金類型：Sn63Pb37Sb0.4或Sn63Pb37（應(yīng)符合IPC/EIA J-STD-006標(biāo)準(zhǔn)要求）。

5.5.4.2助焊劑：手工焊接操作，應(yīng)得到批準(zhǔn)后方可使用外加助焊劑，需要使用外加助焊劑的情況通常如下：

1)PCBA返工、返修時；

2)設(shè)計缺陷；

3)焊接件可焊性差。

4)注1：選用的助焊劑應(yīng)當(dāng)符合IPC J-STD-004的要求，助焊劑原料活性等級必須為L0 或 L1：松香（R0），合成樹脂（RE）或有機的（OR），只有L1活性等級的助焊劑可以用于免清洗焊錫絲。

5)注2：當(dāng)外涂的助焊劑與含有助焊劑芯的焊料一起使用時，兩種助焊劑應(yīng)當(dāng)相互兼容。

5.5.4.3清洗劑：清洗劑必須和前道工序所利用的焊膏、助焊劑相兼容。使用水性、半水性或者溶劑進(jìn)行清洗。

6.焊接質(zhì)量控制

  各控制要點應(yīng)當(dāng)在相關(guān)工藝過程控制文件或檢驗文件上有所體現(xiàn)。

6.1控制要點

控制要點主要有：

6.1.1.1焊接工具的參數(shù)選擇控制。

6.1.1.2焊接時間和溫度控制。

6.1.1.3操作控制。

6.1.1.4焊接材料控制。

6.2控制方法

6.2.1焊接工具選擇正確

6.2.2烙鐵頭的長度、直徑、烙鐵頭形狀的選擇

6.2.2.1烙鐵頭直徑應(yīng)當(dāng)與焊盤與元器件引腳相匹配，略小于焊盤直徑為佳，這樣有利于烙鐵頭熱量的傳輸和方便操作并避免對PCB和元器件造成損害。

6.2.2.2烙鐵頭長度越小越有利于熱傳導(dǎo)。

6.2.2.3圖中A所示烙鐵由于烙鐵頭頂部為直線，不易導(dǎo)致鍍層的堆疊，熱傳導(dǎo)效率優(yōu)于圖中B所示烙鐵。

6.2.3焊接時間及溫度設(shè)置

6.2.3.1焊接時間由實際使用決定，以焊接一個錫點1.5~3s最為適宜。

6.2.3.2直插器件，將烙鐵頭的實際溫度設(shè)置為（315~335℃）。

6.2.3.3表面貼裝器件（SMD），將烙鐵頭的實際溫度設(shè)置為（310~330℃）。

6.2.3.4對于特殊物料，需要特別設(shè)置烙鐵溫度；FPC(軟性線路板/軟板)，LCD(液晶)連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290℃到310℃之間。

6.2.3.5焊接大的元器件引腳，溫度不要超過350℃，但可以適當(dāng)增大烙鐵功率。

6.2.4操作控制

6.2.4.1預(yù)熱接觸位置：烙鐵頭應(yīng)同時接觸要相互連接的2個被焊件（如焊腳與焊盤），烙鐵一般傾斜45°，應(yīng)避免只與其中一個被焊件接觸。

6.2.4.2焊接時避免用力過大，只需用烙鐵頭輕觸兩被焊件即可，用力過大會產(chǎn)生白斑、焊盤翹起等焊接缺陷。

6.2.4.4避免不必要的修飾或返工。不必要的修飾和返工會增加焊料的加熱時間，使脆性的焊料金屬化合物層變厚，使焊點更容易發(fā)生斷裂而失效，如圖7-6所示。

6.2.5焊錫絲的規(guī)格

6.2.5.1焊錫絲的直徑要與焊盤直徑相匹配，近似等于焊盤直徑的1/2為佳。

7.焊接質(zhì)量判定

7.1典型焊點的形成及其外觀

參見圖8-1從外表直觀看典型焊點，對它的要求是：

7.1.1.1    形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷，呈漫坡狀，以焊接導(dǎo)線為中心，對稱成裙形展開；虛焊點的表面往往向外凸出，可以鑒別出來。

7.1.1.2    焊點上，焊料的連接面呈凹形自然過渡，焊錫和焊件的交界處平滑，接觸角盡可能小。

7.1.1.3    表面平滑，有金屬光澤。

7.1.1.4    無裂紋、針孔、夾渣。

7.1.1.5    焊接中的引腳末端可辨識，最大引腳伸出長度為1.5mm。

7.3常見焊點缺陷及其原因分析

7.3.1.1在材料（焊料與焊劑）和工具（烙鐵、工裝、夾具）確定的情況下，操作方法、操作者的責(zé)任心，是焊接質(zhì)量好壞的決定性因素；表9-1列出了印制電路板上各種焊點缺陷的外觀、特點及危害，并分析了產(chǎn)生的原因；

表9-1　常見焊點缺陷及分析

7.4 質(zhì)量記錄

7.4.1.1檢驗部門制定質(zhì)量記錄表格；

7.4.1.2每次首件檢驗完成后，操作人員應(yīng)將檢驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄在質(zhì)量記錄表格中；

7.4.1.3定期整理保存，期限為3年。

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