品管部电子工艺培训教材
元器件焊接时的注意事项
一、 二、三极管焊接时的注意事项
1焊接时应选用20~75W电烙铁,每个管脚焊接时间应小于4S,并保证焊接部分与管壳间散热良好(可用平口钳或镊子夹在被焊端附近,以利散热)。
2管子引出线弯曲处离管壳的距离不得小于2mm。
3大功率管的散热器和管子底部接触应平整光滑,中间可涂凡士林或有机硅酯,以减小腐蚀,并有利于导热。在散热器上用螺钉固定管子,要保证各螺钉的松紧一致,结合紧密。
4管子应安装牢固,避免靠近电路中的发热元件。
二、 集成电路焊接时的注意事项
1集成电路引线如果是镀金银处理的,不要用刀刮,只需用酒精擦洗或绘图橡皮擦干净就可以了。
2对CMOS电路,如果事先已将各引线短路,焊前不要拿掉短路线。
3焊接时间在保证浸润的前提下,尽可能短,每个焊点最好用3S焊好,最多不能超过4S,连续焊接时间不要超过10S。
4使用烙铁最好是20W内热式,接地线应保证接触良好。若无保护零线,最好采用烙铁断电用余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。
5使用低熔点焊剂,一般不要高于150℃。
6工作台上如果铺有橡皮、塑料等易于积累静电的材料,电路片子及印刷板等不宜放在台面上。
7集成电路若不使用插座,直接焊到印制板上,安全焊接顺序为:地端 输出端 电源端
输入端。
8焊接集成电路插座时,必须按集成块的引线排列图焊好每一个点。
三、 有机材料铸塑元件接点焊接
1在元件预处理时,尽量清理好接点,力争一次镀锡成功,不要反复镀,尤其将元件在锡锅中浸镀时,更要掌握好浸入深度及时间。
2焊接时烙铁头要修整尖一些,焊接一个接点时不要碰相邻接点。
3镀锡及焊接时加助剂量要少,防止浸入电接触点。
4烙铁头在任何方向均不要对接线片施加压力。
5时间要短一些,焊后不要在塑壳未冷却前对焊点作牢固性试验。
四、 簧片类元件接点焊接
1装配时如对触点施力,造成塑性变形,开关失效。
2焊接时对焊点用烙铁施力,造成静触片变形。
3焊锡过多,流到铆钉右侧,造成静触片变化,开关失效。
4安装过紧,变形。
焊点的要求
一、 可靠的电连接
电子产品的焊接是同电路通断情况紧密相连的。一个焊点要能稳定、可靠地通过一定的电流,没有足够的连接面积和稳定的组织是不行的。因为锡焊连接不是靠压力,而是靠结合层形成牢固连接的合金层达到电连接目的,如果焊锡仅仅是将焊料堆在焊件表面,或只有少部分形成合金层,那么在最初的测试和工作中也许不能发现焊点不牢。随着条件的改变和时间的推移,接触层氧化,脱焊出现了,电路产生时通时断或者干脆不工作。而这时观察外表,电路依然是连接的,这是电子仪器使用中最头疼的问题,也是仪器制造者必须十分重视的问题。
二、 足够的机械强度
焊接不仅起电连接作用,同时也是固定元器件保证机械连接的手段,因而就有机械强度的问题。
作为锡焊材料的铅锡合金本身,强度是比较低的,常用的铅锡焊料抗拉强度约为3~47kg/cm2,只有普通钢材的1/10,要想增加强度,就要有足够的连接面积。当然,如果是虚焊点,焊料仅仅堆在焊盘上,自然谈不到强度了。另外,常见的缺陷是焊锡未流满焊点,或焊锡量过少,因而强度较低,还有焊接时,焊料尚未凝固就使焊件振动而引起的焊点结晶粗大(象豆腐渣状),或有裂纹,从而影响机械强度。
三、 光洁整齐的外观
良好的焊点要求焊料用量恰到好处,外表有金属光泽,没有拉尖、桥接等现象,并且不伤及导线绝缘层及相邻元件。良好的外表是焊接质量的反映,例如:表面有属光泽,是焊接温度合适、生成合金层的标志,而不仅仅是外表美观的要求。
典型焊点的外观及检查
以下是两种典型焊点的外观,其共同要求是:
1外形以焊接导线为中心,匀称、成裙形拉开。
2焊料的连接面呈半弓形凹面,焊料与焊件交界处平滑,接触角尽可能小。
3表面有光泽且平滑。
4无裂纹、针孔、夹渣。
外观焊点的检查
外观焊点主要检查以下几点:
1漏焊
2焊料拉尖
3焊料引起导线间短路(即所谓“桥接” )
4导线及元器件绝缘的损伤
5布线整形
6焊料飞溅
常见焊点缺陷及分析
导线端子焊接缺陷示例:
(a)虚焊 (b)芯线过长 (c)焊锡浸过外皮
(d)外皮烧焦 (e)焊锡上吸 (f)断丝
(g)甩丝 (h)芯线散开
常见焊点缺陷及分析
焊点缺陷 外观特点 危害 原因分析
焊料面呈凸形 浪费焊料、且可能包藏缺陷 焊丝撤离过迟
焊料未形成平滑面 机械强度不足 焊丝撤离过早
焊点缺陷 外观特点 危害 原因分析
焊缝中夹有松香渣 强度不足,导通不良,有可能时通时断 ① 加焊剂过多,或已失效
② 焊接时间不足,加热不足
③ 表面氧化膜未无能为去除
焊点发白,无金属光泽,表面较粗糙 焊盘容易剥落,强度降低 烙铁功率过大,加热时间过长
表面呈豆腐渣状颗粒,有时可有裂纹 强度低,导电性不好 焊料未凝固前焊件抖动或烙铁瓦数不够
焊料与焊件交壤面接触角过大,不平滑 强度低,不通电或时通时断 ① 焊件清理不干净
② 助焊剂不足或质量差
③ 焊件未充分加热
焊锡未流满焊盘 强度不足 ① 焊件流动性不好
② 助焊剂不足或质量差
③ 助热不足
导线或元器件引线可移动 导通不良或不导通 ① 焊锡未凝固前引线移动造成空隙
② 引线未处理好(浸润差可不浸润)
出现尖端 外观不佳,容易造成桥接现象 ① 助焊剂过少,而加热时间过长
② 烙铁撤离角度不当
焊点缺陷 外观特点 危害 原因分析
相邻导线连接 电气短路 ① 焊锡过多
② 烙铁撤离方向不当
目测或低倍放大镜可见有孔 强度不足,焊点容易腐蚀 焊盘孔与引线间隙太大
引线根部有时有喷火式焊料隆起,内部藏有空洞 暂时导通,但长时间容易引起导通不良 引线与孔间隙过大或引线浸润性不良
焊点剥落(不是铜箔剥离) 断路 焊般镀层不良
单面印制板的工艺要求
单面印制板的工艺要求如下:
1印制导线、焊盘、文字与符号要清晰,无毛刺,无桥接或断路。
2镀层要牢固、光亮,要喷涂助焊剂。
3焊盘妃要按尺寸加工,无漏打或打偏。
4板面及板上各加工尺寸要准确,特别是印制板插头分。
5板厚及板面科直度要合乎要求等。
PCB'A工艺要求
PCB'A工艺要求如下:
1铜箔断
2起泡
3桥接
4板面脏(用洗板水不能清洗干净)
5引脚长度不能过长(比IC引脚长度要长)
6不能有焊接缺陷
焊接材料
焊锡
焊锡一般由锡和铅组成
杂质对焊锡性能的影响
杂质 对 焊 料 的 影 响
铜 强度增大,0.2%就会生成不易熔性化合物,粘性增大,焊印制电路板时出现桥接和拉尖
锌 尽管含量微小,也会降低焊料的流动性,使焊料失去光泽。焊印制电路板时出现桥接和拉尖。
铝 尽管含量很小,也会降低焊料的流动性,使焊料失去光泽,尤其是腐蚀性增强,症状很象锌
金 机械强度降低,焊点呈白色
锑 抗拉强度增大,但变脆,电阻大,为增加硬度,在时可加进4%以下
铋 硬而脆,熔点下降,光泽变差,为增强耐寒性,必要时可微量加入
砷 焊料表面变黑,流动性降低
铁 量很少就饱和,难熔入焊料中,带磁性
焊剂
焊剂俗称助焊剂
一|、助焊性的作用:
1除去氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反应,从而除去氧化膜。反应后的生成物变成悬浮的渣,漂浮在焊料表面。
2防止氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化。助焊剂在熔化后,漂浮在焊料表面,形成隔离层,因而防止了焊接面的氧化。
3减小表面张力,增加焊锡流动性,有助于焊锡浸润。
4使焊点美观。合适的焊剂能够整理焊点形状,保持焊点表面光泽。
二、对助焊剂的要求
1熔点应低于焊料。只有这样才能发挥助焊剂的作用。]
2表面张力、粘度、比重应小于焊料。
3残渣应容易清除。焊剂都带有酸性,而且残渣影响外观。
4不能腐蚀母材。焊剂酸性太强,在除去氧化层的同时,也会腐蚀金属,造成危害。
5不产生有害气体和臭味。