片式元件手工焊接質量控制

吳麗萍

摘要：本文闡述了采用HAKO926E、S、D日本白光電烙鐵焊接片式元器件時如何保證焊接質量，控制虛焊形成，并對焊接溫度進行了詳細的分析，說明了烙鐵溫度與烙鐵頭的關系，并給出了選用和更換烙鐵頭的工藝措施。

關鍵詞：片式元件；焊接；質量控制

一、前言：

隨著科技的發(fā)展，數(shù)字產品突顯出現(xiàn)代化、小型化、集成化等特點。片式元件，小型及大型多引腳電路的使用，對操作工人都是一種考驗，而焊接工具的使用，焊接溫度和焊接時間準確把握，顯得尤為重要。

二、工藝分析：

片式元器件無引線，體積小，可焊性高但耐焊性差，如若焊接時間不當，溫度過低，焊錫流動性差，很容易凝固，形成虛焊；如溫度過高會造成電極脫落，對于瓷介質電容器甚至會造成本體斷裂；使焊劑分解速度加快，使金屬表面加速氧化，并導致印制電路板上的焊盤脫落；造成氧化脫皮產生炭化，造成虛焊?？梢姡附訙囟冗^高或過低都會形成虛焊，因此選擇正確的焊接溫度、時間尤為重要；片式元件在印制版上的安裝距離小、密度高，特別是電路DSP是一種窄間距多引腳方形扁平封裝（QFP）元件，其外觀特點是引腳細、間距小，烙鐵頭選用不恰當會造成焊點間橋連，元件重復受熱，器件容易損壞；在焊接分立器件及接地點時需要的溫度比片式高，選用一樣的烙鐵頭和溫度是不能滿足焊接需要的，因此烙鐵頭也要根據(jù)被焊器件進行選擇。雖然 ，形成虛焊的原因有很多，我們可以從一個優(yōu)良的焊點形成應具備的條件加以把握：

（1）被焊物應有良好的可焊性；

（2）被焊物表面要清潔；

（3）助焊劑的使用要適當；

（4）焊料要適應焊接的要求；

（5）焊接的時間溫度要適當；

三、工藝措施：

1.根據(jù)《中華人民共和國航空航天工業(yè)部航天工業(yè)標準》的《片狀電阻器、電容器手工表面裝聯(lián)工藝技術要求》中對于片狀元件手工焊接要求烙鐵頭表面溫度應控制在260度正負10度范圍內，焊接的時間不大于2秒。對片式器件焊接的溫度和焊接時間做了規(guī)定，在焊接一次焊不好需要補焊時，要等焊點完全冷卻以后進行，最多不超過3次，保證器件的可靠性。為避免片狀元件過熱及印制電路板局部過熱，應先對每個片狀元件的一個電極焊接，待全部片狀元件的一個電極焊接完畢，再焊接另一個電極。（QJ2465—93）

2.對于手工焊接的電烙鐵，應滿足下列要求：

（1）手工焊接應使用溫度能自動控制的電烙鐵，烙鐵的溫度應定期校驗。

（2）除采用自動調節(jié)功率的電烙鐵外，印制電路板組裝件的焊接一般采用30～50W電烙鐵；微型器件及片狀元件的焊接建議采用10～20W電烙鐵；大型接線端子和接地線的焊接建議采用50～75W電烙鐵。

（3）一般電子元器件的焊接，建議烙鐵頭部溫度為280度，但任何情況下不得超過320度。HAKO926E、S、D日本白光926電烙鐵，該烙鐵有溫度旋鈕，可以隨意調節(jié)溫度，也根據(jù)上述情況對分立器件焊接溫度作了規(guī)定：290℃±10℃。

3.根據(jù)烙鐵頭選用要求選擇烙鐵頭型號：

（1）烙鐵頭的形狀要適應被焊件物面要求和產品裝配密度，烙鐵頭的大小應滿足焊接空間和連接點的需要，不應造成鄰近區(qū)域元器件和連接點的損傷。

（2）電烙鐵熱容量要恰當。烙鐵頭的溫度恢復時間要與被焊件物面的要求相適應。溫度恢復時間是指在焊接周期內，烙鐵頭頂端溫度因熱量散失而降低后，再恢復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。對烙鐵頭型號作了選擇，我們根據(jù)組合上的器件選擇920-T-2C圓柱斜坡面來焊接片式器件，920-T-2、4D梯形烙鐵頭，焊接分立器件及接地點。對于大的接地端子則選用75W的外熱式電烙鐵。

四、焊接問題的出現(xiàn)及解決：

在焊接過程中為了避免虛焊的產生，做了以下措施：注意表面的清潔；助焊劑選用松香酒精，松香25%酒精75%，因為它是中性無腐蝕的；焊料選用電氣性能好，強度高的S-Sn63PbA（GB/T3131-2001）錫鉛焊料，根據(jù)被焊件的情況選擇不同直徑的焊料，片狀元件較小，選用直徑為0.5的絲網(wǎng)狀的焊錫絲；對于分立的和接地端子選用直徑為1.5的焊錫絲；焊接的時間不大于2秒；溫度控制在260℃±10℃。以上方面都不難把握。但是當按照上述溫度將白光烙鐵調到刻度260℃時是無法進行操作的，多數(shù)電烙鐵不能使焊錫絲熔化。顯然溫度過低，經(jīng)分析，廠家并沒有對溫度進行計量，所示溫度不是烙鐵頭頭部的實際溫度，而焊接所需要的溫度是頭部的溫度，選用8024A數(shù)字萬用表和K型熱電偶傳感器對烙鐵頭部進行測量，先讓電烙鐵預熱到滿足焊接要求的情況下，再拿烙鐵頭溶適量焊料，放到熱傳感頭上，放至焊接需要的時間2秒，最后的讀數(shù)就為烙鐵頭部溫度。根據(jù)計量的結果顯示，各個電烙鐵的實際測得溫度與烙鐵刻度溫度相差不相同，相差最大的達155℃之多。

在烙鐵的型號、功率不變的情況下，烙鐵頭的大小跟溫度呈正比例關系。選擇烙鐵頭主要是為了適應焊點的需要，如果焊點需要熱量大，如大型接線端子和接地線，這就需要選擇大烙鐵頭，這樣烙鐵頭頭部的熱量散失小，溫度恢復快，能夠使被焊件物面達到需要的焊接溫度。保證焊接質量。反之，如果焊點需要溫度小，器件受熱易損，就要選擇小烙鐵頭，這樣可以使溫度直接到達被焊點上，而保證器件本身所受溫度降低，既達到焊接溫度要求，又保證了器件本身所受損害大大降低。

為了保證焊接質量，對常用的兩種烙鐵頭溫度進行計量，以1號烙鐵為例進行說明：

上左圖是常用的920-T-2C烙鐵頭，當烙鐵頭部溫度為260℃時，烙鐵刻度溫度為410℃。而當烙鐵頭改為920-T-2、4D時（如右圖）

當烙鐵頭部溫度為260℃時，烙鐵刻度溫度385℃?？梢?，烙鐵頭與溫度的正比例關系。

在計量的過程中發(fā)現(xiàn)，把烙鐵的刻度調到相同的檔，選用相同的烙鐵頭，計量所得的溫度不盡相同，用1號和2號烙鐵的溫度對比可見一斑，當1號用920-T-2C烙鐵頭，當烙鐵頭部溫度為260℃時，烙鐵刻度溫度410℃；而2號用920-T-2C烙鐵頭，當烙鐵頭部溫度為260℃時，烙鐵刻度溫度380℃；可見每把烙鐵都是有差異的，這個差異來源可能來自以下幾個方面：1、烙鐵本身有差異的原因，以及烙鐵使用的時間長短和使用率不同的原因；2、烙鐵頭的原因，包括烙鐵頭本身以及使用的時間長短和使用率不同的原因。根據(jù)每把烙鐵的溫度在計量過程中都不相同以及差異來源的原因得出：要控制烙鐵的溫度要做到烙鐵頭與烙鐵專用，不能任意更換，不但要定期對烙鐵進行計量；還要在更換烙鐵頭時對烙鐵進行計量；選用新型號烙鐵頭時對烙鐵重新計量。

五、結論：

實踐證明，我們對采取的測量措施是完全正確的，通過產品的焊接顯示，質量良好。該措施，既滿足了焊接溫度又保證了焊接質量，并有效控制了虛焊的產生。此方法對采用HAKO926E、S、D日本白光926電烙鐵以及其他同類型烙鐵進行手工焊接，在溫度控制方面也有較好的參考價值。

參考文獻：

[1]《片狀電阻器、電容器手工表面裝聯(lián)工藝技術要求》中華人民共和國航空航天工業(yè)部，1993年

[2]《航天電子電氣產品手工焊接工藝技術要求》中華人民共和國航空航天工業(yè)部，1999年