⑴ 誰有電路板手工焊接的工藝操作要求,以及D型頭、航空插頭等快插頭的接線焊接工藝要求。給我發幾個!
電子線路板焊接工藝包含很多方面的,如貼片元件的焊接工藝,分立元件的焊接工藝都不一樣的。
下面是SMT工藝
第一步: 電路設計
計算機輔助電路板設計已經不算是什麼新事物了。我們一直是通過自動化和工藝優化,不斷地提高設計的生產能力。對產品各個重要的組成部分進行細致的分析,並且在設計完成之前排除錯誤,因此,事先多花些時間,作好充分的准備,能夠加快產品的上市時間。新產品引進(NPI)是針對產品開發、設計和製造的結構框架化方法,它可以保證有效地進行組織、規劃、溝通和管理。在指導製造設計(DFM)的所有文件中,都必須包含以下各項:
• SMT和穿孔元件的選擇標准;
• 印刷電路板的尺寸要求;
• 焊盤和金屬化孔的尺寸要求;
• 標志符和命名規范;
• 元件排列方向;
• 基準;
• 定位孔;
• 測試焊盤;
• 關於排板和分板的信息;•
• 對印刷線的要求;
• 對通孔的要求;
• 對可測試設計的要求;
• 行業標准,例如,IPC-D-279、IPC-D-326、IPC-C-406、IPC-C-408和IPC-7351。如要了解這方面的詳細信息,請到網址:www.ipc.org上查看相關的IPC技術規范。
在設計具有系統內編程(ISP)功能的印刷電路板時,需要做一些初步的規劃,這樣做能夠減少電路板設計的反復次數。工程師可以從幾個方面對印刷電路板進行優化,以便在生產線上進行(ISP)編程。工程師可以辨別電路板上的可編程元件。不是所有的器件都
可以進行系統內編程的,例如,並行器件。設計工程師首先要仔細地閱讀每個元件的編程技術規范,然後再布置管腳的連線,要能夠接觸到電路板上的管腳。另一個步驟是,確定可編程元件在生產過程中是如何把電源加上去,而且還要弄清楚製造商比較喜歡使用哪些設備來編程。
此外,還應當考慮信息追蹤,例如,關於配置的數據。只要使用得當,電路板設計和DFM就可以有效地保證產品的製造和測試,縮短並且降低產品研發的時間、成本和風險。不準確的電路板設計可能會危及最終產品的質量和可靠性,因此,設計工程師必須充分了解DFM的重要性。
第二步: 工藝控制
工藝控制是防止出現缺陷最有效的手段,同時,它可以在整個組裝生產線上進行追蹤。隨著全球化趨勢的發展,越來越多公司在世界各地建立了工廠,他們需要對生產進行有效的控制,更重要的是對供應鏈進行有效的管理。尺寸更小、更精密的組件,無鉛的使用,以及高可靠性的產品,這些因素綜合起來,使工藝控制變得更復雜。消除可能出現的人為錯誤就可以減少缺陷。統計工藝控制(SPC)可以用來測試工藝和監測由於一般原因和特定原因而出現的變化。需要使用若干SPC工具來發揮工藝控制的長處。我們還應當使用SPC來穩定新工藝並改進現有的工藝。工藝控制還可以實現並且保持預的工藝水平、穩定性和重復性。它依靠統計工具進行測試、反饋和分析。
工藝控制的最基本內容是:
• 控制項目:需要監測的工藝或者機器;
• 監測參數:需要監測的控制項目;
• 檢查頻率:檢查間隔的數量或者時間;
• 檢查方法:工具和技術;
• 報告格式:SPC圖表;
• 數據類型:屬性或者易變的數據;
• 觸發點:會發生變化的點。
隨著無鉛電子產品的出現,對工藝控制提出了新的要求:對材料進行追蹤。產品的價格越來越低、質量的要求越來越高,這要求在整個組裝工藝中進行更嚴格的控制。在各個領域,需要進行追蹤。關鍵的一環是材料的追蹤。通過材料追蹤系統,我們可以了解車間中材料的狀況和它們的位置,一目瞭然。在合金混合使用的情況下,組件追蹤也非常重要。把無鉛組件和錫鉛組件錯誤地放在一起,可能會造成十分嚴重的後果。
工藝控制的其它內容包括:
• 設備的校準;
• 用好的電路板作為對照,找出缺陷;
• 機器的重復性;
• 系統之間的開放型軟體介面;
• 生產執行系統(MES);
• 企業資源規劃。
工藝工程師必須在引進新產品(NPI)的過程中,研究制定完整有效的裝配工藝和高質量的規劃。機器軟體和數據結構的開發要同時進行,介面必須是開放的,這樣,工程師就可以在多條生產線上同時設計、控制和監測SMT工藝。要提高質量,首先需要一套計劃,一組不同於具體標準的目標,各種測試工具,以及作出改變並且通過交流來提高最終產品質量的方法。
第三步: 焊接材料
多年來,我們在生產中一直使用錫鉛焊料,現在,在歐盟和中國銷售的產品要求改用無鉛焊料合金。雖然有許多無鉛焊料可供選擇,不過,錫銀銅(SAC)焊料合金已經成為首選的無鉛焊料。
焊料有很多種類型的產品,有焊鍚條、焊錫塊、焊錫絲、焊錫粉末、成型焊錫、焊錫球和焊膏。焊接工藝使用各種不同的助焊劑,最常見的有:松香、輕度活性劑(RMA)和有機酸助焊劑。助焊劑基本分為兩種:一種需要用水或者清洗溶劑來清洗的助焊劑,另一種是免清洗助焊劑。
這個行業之所以選擇(SAC),主要是從以下幾個方面考慮:
• 低熔點:在加熱時,低熔點合金在從固態變成液態,沒有經過「糊狀」階段。最初,正是這個原因使許多行業組織認為(SAC)是最適合的低熔點合金。後來的工作表明,如果(SAC)合金的溫度只要稍稍偏離這個低熔點,就可以大量地減少失效,例如,無源分立組件一端立起的問題。最理想的合金是(SAC305),其中銀佔3.0%,銅佔0.5%,其餘是錫。
• 熔點:焊料合金的熔點或者液相線會因它的金相成分而發生變化。SAC305或者其他近低熔點無鉛焊料的熔點大約是217℃。
• 合金價格:由於銀的價格很高,在合金中銀的含量最好少一些。對於焊膏來說,這並不是什麼大問題因為焊膏製造工藝的價格遠遠高於材料的價格。不過,對於波峰焊,無鉛焊料的價格比較高。
• 錫須:組件引腳上的無鉛表面含的鉛可能會引起錫須。
• 濕潤特性:與錫鉛或者傳統的低熔點焊料合金相比,無鉛焊料合金的濕潤能力較差。
自動對正:由於無鉛合金的濕潤能力明顯不如錫鉛合金,因此它們也無法自動對正。因此,在再流焊中焊鍚球對準的幾率較低。
• 流變性:焊料的粘性和表面張力是一個需要重視的問題,而且,在選擇新的無鉛焊膏時,首先要對粘性和表面張力進行評估。
• 可靠性:焊點的可靠性是無鉛技術需要考慮的一個緊迫問題。無鉛焊點比較脆,一旦受到撞擊或者掉到地上很容易損壞。不過,在壓力較低的情況下,SAC的可靠性與錫鉛合金相當,甚至更好。另外,無鉛焊料合金的長期可靠性很值得商榷,因為關於這種合金我們還沒有象錫鉛焊料合金那樣的可靠性數據。
• IPC標准:J-ST D - 0 02/0 03、JSTD - 0 0 4 / 0 0 5/ 0 0 6、I PC-TP-1043/1044(關於所有IPC標準的詳細資料,請訪問網址:www.ipc.org)。
第四步: 印刷
焊膏印刷工藝包括一系列相互關聯的變數,但是為了達到預期的印刷質量,印刷機起著決定性的作用。對於一個應用,最好的辦法是選擇一台符合具體要求的絲網印刷機。
在手動或者半自動印刷機中,是通過手工用刮刀把焊膏放到模板/絲網的一端。自動印刷機會自動地塗布焊膏。在接觸式印刷過程中,電路板和模板在印刷過程中保持接觸,當刮刀在模板上走過時,電路板和模板是沒有分開的。
在非接觸式印刷過程中,絲網在刮刀走過之後剝離或者脫離電路板,在焊膏塗布完了之後回到最初的位置。網板與電路板的距離和刮刀壓力是兩個與設備有關的重要變數。
刮刀磨損、壓力和硬度決定了印刷質量。它的邊緣應當鋒利而且是直的。刮刀的壓力較低,這會造成印刷遺漏和邊緣粗糙;而刮刀的壓力高或者刮刀軟,印刷到焊盤上的焊膏會模糊不清,而且可能會損壞刮刀、模板或者絲網。
雙倍厚度的模板可以把適當數量的焊膏加到微間距組件焊盤和標准焊表面安裝組件焊盤。這要用橡皮刮刀迫使焊膏進入模板上的小孔。使用金屬刮刀可以防止焊膏體積出現變化,但是需要修改模板上孔的設計,避免把過多的焊膏塗在微間距焊盤上。模板孔的寬度與厚度之比最好是1:1.5,這樣可以防止出現堵塞。
化學蝕刻模板:可以用化學蝕刻在金屬模板和柔性金屬模板的兩側進行蝕刻。在這個工藝中,蝕刻是在規定的方向上(縱向和橫向)進行。這些模板的壁可能並不平整,需要電解拋光。
激光切割模板:這種削切工藝會生成一個模板,它直接使用G e r b e r文件產生激光。我們可以調整文件中的數據來改變模板的尺寸。
電鑄成型的模板:這是附加工藝,它把鎳沉積到銅基板上,形成小孔。在銅箔上形成一層光敏干薄膜。在顯影後,得到底片。只有模板上的小孔會被光阻劑所覆蓋。光阻劑四周的鎳電鍍層會增加,直至形成模板。在達到預定的厚度後,再把光阻劑從小孔中除去,電鑄成型的鎳箔與銅基板分離,然後再把銅基板拿開。
要想得到最理想的印刷效果,需要把正確的焊膏材料、工具和工藝妥善地結合起來。最好的焊膏、設備和使用方法還不能保證得到最理想的印刷效果。用戶還必須控制好設備的變化。
第五步: 粘合劑/環氧化樹脂與 點膠技術
環氧化樹脂粘合劑的塗敷能力好、膠點的形狀和尺寸一致、濕潤性和固化強度高、固化快、有柔性,而且能夠抗沖擊。它們還適合高速塗敷非常小的膠點,在固化後電路板的電氣特性良好。粘接強度是粘合劑性能中最重要的參數。組件和印刷電路板的粘接度,膠點的形狀和大小,以及固化程度,這些因素將決定粘接強度。
流變性會影響環氧化樹脂點的形成,以及它的形狀和尺寸。為了保證膠點的形狀合乎要求,粘合劑必須具有觸變性,意思是粘合劑在攪動時會越來越稀薄,而在靜止時則越來越稠。在建立可重復使用的粘合劑塗敷系統時,最重要的一點是如何把各種正確的流變特性結合起來。
粘合劑是按照電氣、化學或者固化特性,以及它的物理特性分類。導電性粘合劑和非導電性粘合劑用在表面安裝上。
自動塗敷系統的適用范圍很廣,從簡單的塗布膠水到要求嚴格的材料塗布,例如,塗布焊膏、表面安裝粘合劑(SMA)、密封劑和底部填充膠。
注射式點膠機可以用手動或者氣動的辦法控制。由注射技術發展而來的產品,具有精確、可重復和穩定的特點。目前有幾種不同類型的閥適合注射點膠機,包括扣管點膠筆,還有隔膜、噴霧、針、滑閥和旋轉閥。針在台式塗敷設備中也是一個重要的組件。精確塗敷需要使用金屬塗敷針。
針的直徑在0.1mm到1.6mm之間,當然,還有其他規格的針可供選擇。噴塗技術非常適合對速度、精度要求更高或者要求對材料貼裝進行控制的應用。它的主要適用范圍包括,晶元級封裝(CSP)、倒裝晶元、不流動和預先塗布的底部填充膠,以及傳統的導電粘合劑和表面安裝粘合劑。噴塗技術使用機械組件、壓電組件或者電阻組件迫使材料從噴嘴裡射出去。
材料塗敷決定最終產品的成敗。充分了解並選出最理想的材料、點膠機和移動的組合,是決定產品成敗的關鍵。
第六步: 組件貼裝
分立組件變得越來越小,於是組件的貼裝變得越來越難。我們要求組件貼裝准確,同時又要保證貼裝可靠和重復,這是很困難的。0201組件已經越來越普通;但是,我們很快就會在電路板上看到01005組件。組件尺寸越來越小,電路板越來越復雜,需要在電路板上貼裝各種各樣的組件,而且組件的數量也越來越多。
貼裝組件是很簡單的,就是從傳送帶、傳送架或者料盤中拾取組件,然後再把它們正確地貼到電路板上。組件貼裝分為手動貼裝、半自動貼裝和全自動貼裝。手動貼裝非常適合返修時使用,但是它的精確度差,速度也不快,不適合目前的組件技術和生產線的要求。半自動貼裝是用真空的辦法把組件吸起來,然後放到電路板上。這個方法比手動貼裝快得多,但是,由於它需要人的干預,還是會有出錯的可能。全自動貼裝在大批量組裝中的應用非常普遍。高速組件貼裝使用的可能就是這種機器,貼片速度從每小時三千到八萬個組件不等。
貼片機的類型分為轉動架型貼片機、龍門貼片機和靈活型貼片機三種。龍門貼片機的速度較快、尺寸較小、價格較低,而且它的編程能力較強,便於使用帶裝組件,因此,未來的SMT生產線都將使用龍門貼片機。這種機器可以迅速完成大型組件和微間距組件的貼裝,這是它的優勢。
不同的生產環境需要使用不同類型的貼片機。生產規模是首先需要考慮的問題。機器是否符合生產的要求,這要取決於需要把哪些組件貼裝在電
路板上,需要貼裝多少種組件,以及具體的生產環境情況如何。貼片機有幾種,製造商可能無法只用一台機器來滿足用戶所有的要求。在購買新的貼片機時,你首先需要明確以下幾個問題:
• 它可以生產規格多大的電路板?
• 需要使用多少種不同的組件?
• 會用到哪幾類/哪幾種規格的組件?
• 會出現多少變化?
• 每個面板的平均貼裝組件數量是多少?
• 每小時可以生產多少塊電路板?
• 投資回報可以達到什麼水平?成本是多少?
成功的組件貼裝往往與各種設備有關。了解了整個工藝的各個環節,就可以根據不同貼片機的優點與缺點更容易地做出最有利的決定。
第七步: 焊接
無鉛對生產製造的各個環節或多或少都會有些影響,但是沒有哪個環節能夠與再流焊相提並論。由於熔點溫度較高,無鉛焊料合金再流焊溫度曲線的變化,因此在再流焊管理方面需要做一些調整。我們需要考慮的再熔工藝參數包括,峰值溫度、液相線時間(TAL)以及溫度上升和下降速度。此外,還要考慮冷卻方面的要求、離開電路板時的溫度和助焊劑的控制。
在無鉛再流焊方面,最常見的問題是,氣泡、電路板變形和元件的損壞,這些都是再流焊工藝在超出技術規范規定的范圍時造成的。有一些元件,例如,鋁電解電容器和一些其他塑料連接器,要求溫度比較低,要防止溫度過高而造成損壞,但是象插座這樣的大元件需要更多的熱量才能得到好的焊點,因此當電路板上有這些不同類型元件時,制定再流焊溫度曲線是一個挑戰性的問題。向後兼容性(裝在錫鉛電路板上的無鉛BGA元件)也使問題變得更加復雜。
在對流焊接中,再流焊的溫度較高,這表示,要求助焊劑不可以很容易就燃燒。對再流焊爐來說,助焊劑收集系統不僅要在更高的溫度下工作,並且要容納更多的助焊劑。
在加熱過程中氮氣(N2)可以防止金屬表面出現氧化,並且保證助焊劑妥善地激活。但是,值得一提的是,在使用無鉛SAC305合金時時,氮氣在再流焊爐中是起不了什麼作用的。對價格敏感的行業,可能還不打算在無鉛中使用氮氣。
就穿孔或者表面安裝的分立元件而言,在轉到無鉛波峰焊時,由於無鉛焊料中錫占的比例較高,爐溫也較高,因此焊錫爐要能夠抗腐蝕。在無鉛焊料中,錫的含量最高,要求的溫度也較高,會促進殘渣的形成。
無鉛焊錫爐需要進行水平較高的預防性維護和保養,以便保證機器的正常運作。像錫銀銅這樣的合金會侵蝕較舊的波峰焊接機上使用的材料。
汽相再流焊工藝在無鉛合金上已經取得了成功,它可以
避免高溫處理時出現變化。這個工藝具有良好的熱轉移特性。
激光焊接有利於改善這種自動化工藝,而且非常適合對溫度比較敏感的元件。這種方法的速度較慢,但是它符合無鉛的要求。關於使用無鉛合金進行批量焊接的大部份觀點同樣也適用於返修用的手工焊接。
在使用免清洗工藝時,助焊劑的選擇是關鍵。固化能力較強的免清洗助焊劑能夠降低焊接缺陷,但是它會在電路板上留下更多肉眼看得到的助焊劑。
在進行無鉛焊接時需要考慮以下幾方面的問題:焊接方法、焊接設備、焊料合金、助焊劑、熱電耦、氮氣、焊錫爐,同時還要解決在過渡階段在同一塊電路板上既有錫鉛焊料又有無鉛焊料的問題。
第八步: 清洗
清洗印刷電路板是非常重要而且能夠增加價值的工藝,它可以清除由不同製造工藝和處理方法造成的污染。如果沒有經過適當的清洗,表面污物可能會在生產過程中造成缺陷。無鉛增加了清洗工藝的重要性。比起錫鉛工藝,無鉛焊接工藝通常需要使用更多的助焊劑和活性更高的助焊劑,因此,往往需要進行清洗,把去助焊劑殘渣去掉。
在選擇適當的清洗介質和設備時,主要考慮以下幾個因素:系統必須環保,經濟有效;關於揮發性有機化合物(VOC)的局部散發和廢水的法規(COD/BOD/pH)可能會影響解決辦法和設備的選擇;這種清洗劑還必須適應組裝材料和洗滌設備的要求。
在SMT組裝中,最常用的清洗方法是在線噴灑系統或者批量噴灑系統。超聲波和蒸汽去脂的方法屬於其他的批量清洗方法。批量清洗方法最適合產量低、品種多的生產。在線噴灑針對的是產量高、品種單一的生產,或者是品種很多的生產。
水洗清洗—這種清洗方法使用水或者是含有清洗劑的水(清洗劑的含量一般在2–30%之間)。水溶性材料通常由可於用來噴灑的液態酒精或者VOC溶液構成。這種辦法能夠把表面安裝技術或者穿孔技術中的使用松香的低殘渣助焊劑清洗掉。水溶性清洗通常用於高壓在線清洗設備。
半濕性清洗—這是溶劑清洗/水沖洗工藝。這項技術使用的一些化學材料包括非線性酒精和合成酒精化合物。非線性酒精把活性較低和活性適中的材料整合在一起,它可以清洗較難清除的助焊劑,例如,高溫樹脂和合成樹脂,以及水溶性助焊劑和免清洗助焊劑。
我們使用三種常見的測試方法來確定SMT生產運作的清潔度:目視檢查、表面絕緣電阻(SIR)和溶液提取法。在目視檢查中,我們通過顯微鏡手動檢查電路板。溶液提取法是把電路板浸泡在異丙基酒精和去離子(DI)水裡,測定離子的傳導性。SIR測試需要在工藝設計階段和大規模生產階段使用專門的測試電路板,然後,在SIR室內對這些測試電路板進行評估,在SIR室內,通了電的測試電路需要暴露在不同的環境條件下。
清洗是組裝工藝中非常重要的一個環節。無鉛焊料合金會對電路板表面清洗提出幾個要求:使用等級較高和活性較強的助焊劑,需要較高的再流焊溫度。這么高的溫度可能會使助焊劑殘渣糊掉,這樣,清除起來就會更困難,如果使用的傳統的化學材料清洗技術,更是如此。
第九步: 測試和檢驗
由於縮短上市時間、縮小元件尺寸以及轉到無鉛生產,需要使用更多的測試方法和檢查辦法。對缺陷程度(在生產過程中產生的缺陷)的要求,以及測試和檢查的有效性,推動著測試行業向前發展。最好的測試策略往往會受到電路板特性的限制。需要考慮的幾個重要因素包括:電路板的復雜性、計劃的生產規模、是單面電路板還是雙面電路板、通電檢查和目視檢查,以及元件方面的具體的問題。
這個行業現有的測試辦法是:
在再流焊之後進行電路內測試(ICT),這是,對元件單獨加電測試,來檢驗印刷電路板是否有問題。傳統的ICT系統使用針床測試設備來接觸印刷電路板下面一側的多個測試點。
飛針是一種ICT測試,它使用一根探針在通電情況進行測試,在測試設備和印刷電路板之間不需要針床介面。它用大量到處遊走的針來檢查印刷電路板。
邊界掃描測試可以彌補通電檢查的不足。邊界掃描使用邊緣連接器或者一個有限的針床設備,它可以對ICT和飛針接觸不到的被測元件和電路節點進行測試。
檢驗印刷電路板是否合格的最後一步是功能測試,然後才把印刷電路板送走。這些測試設備使用邊緣連接器和/或者測試點來連接印刷電路板。測試儀器模擬最終的電氣環境,檢驗電路板的功能是否符合要求。
檢查不同於測試,檢查是沒有在通電的情況檢驗電路板的好與壞。我們可以在組裝工藝中盡早進行檢查,實現工藝監測與控制。有以下幾種檢查方法:
人工檢查。這是檢驗員用目視的方法來檢查印刷電路板,看看有沒有缺陷。這個辦法是最不可靠的,對於使用0201元件和微間距無鉛元件的電路板來說,更是如此。而且,人工檢查的成本也非常高。
X射線檢查。這個方法主要用於再流焊後檢查元件,這些元件無法接觸到,或者不能用ICT測試,也無法用肉眼看清楚。我們可以手動操作這些系統,測試樣品,或者用全自動的方式在生產線上測試樣品(AXI)。
自動光學檢查(AOI)。這個方法是利用照相機成像技術來檢查印刷電路板。AOI可以迅速檢查出各種各樣的缺陷,而且可以在生產線上進行,每一道貼裝工序完成之後進行。在貼裝後進行AOI檢查,能夠提高貼裝工藝的精確度,並且可以檢查元件是否貼到印刷電路板上。它還可以用來檢查元件的位置和放置的情況。在再流焊後進行AOI檢查,還可以發現可能是再流焊引起的一些缺陷。
在整個組裝工藝中,控制缺陷和找出缺陷將直接關繫到質量控制和成本。製造商需要通過全面的測試和檢查來確定哪些測試和檢查最符合生產線的要求。
第十步: 返修與維修
返修與維修是必不可少的。之前所有步驟的目標只有一個,提高工藝的准確性和可靠性,但是,仍然免不了要把元件取下來,需要更換。返修工藝包括以下四個步驟:
1、找出失效的元件,造成失效的可能原因;
2、把失效的元件拿下來;
3、完成印刷電路板安放位置的准備工作;
4、裝上元件,然後再流焊。
無鉛生產需要較高的溫度,這可能會給返修工藝帶來新的難題。由於電路板處在較高的溫度,可能會損壞元件和電路板。無鉛焊接的再流焊工藝窗口更窄,對於容易受溫度影響的元件來說,例如,BGA和CSP,需要精確地控制溫度。當這些較大的封裝在接近最高溫度時,附近的較小元件會因為熱容量較小和再流焊工藝的較高溫度而過熱。尺寸較大的多層印刷電路板,上面使用了陣列封裝元件,是返修工藝最大的難題。
當遇到損壞了的元件時,返修技師首先必須確定是否可以用手工進行返修,或者是否必須把元件取下來換一個。同時還需要對印刷電路板進行功能測試。
通常,在返修時只需要使用手工操作的鉻鐵。在手工焊接時,已經很熱的鉻鐵頭接觸元件的引腳和焊盤,把熱量傳到引腳和焊盤上,把溫度提高到高於無鉛焊料的熔點(通常是217℃)。含有助焊劑的焊鍚絲與加熱了的部位接觸,焊錫絲熔化,濕潤表面,並且在凝固時形成電氣和機械連接的焊點。烙鐵不可以直接碰到元件,防止可能出現的熱沖擊和破裂。手工焊接台相對較便宜,但是需要熟練的操作人員。
其他的返修工作可能需要使用手工操作的熱氣筆,它使用強制對流的方法把少量熱氣流直接噴射到引腳和焊盤上,完成焊接。盡管這個方
時,通常都推薦使用熱氣筆。在返修陣列式封裝器件時,例如,在返修BGA和CSP時,需要使用返修台。這些返修台一般包括一個可移動的X/Y支架(用來安裝和支撐印刷電路板)、一個熱氣噴嘴和向上/向下進行光學對正的機構。在對正後,吸嘴拾起元件,並把元件放到電路板上。然後,噴嘴對這個元件進行再流焊接。一些返修台還使用紅外線來加熱或者使用激光。
轉到使用無鉛焊料將會增加返修工藝的難度。雖然基本的步驟是一樣的,但是,負責返修的操作人員必須注意到無鉛的工藝窗口較窄,同時還要注意,工藝溫度上升可能給印刷電路板和元件帶來的危險。
⑵ 1厘米厚鐵板焊接用多少推力
根據焊口,熔焊區的截面積,焊條要用J422的每平方毫米拉力43公斤,焊條用506的,每平方毫米拉力50公斤。
熔焊的焊接接頭是的由高溫熱源進行局部加熱而形成。焊接接頭由焊縫金屬、熔合區、熱影響區和母材金屬所組成。
接頭金屬及填充金屬熔化後,又以較快的速度冷卻凝固後形成。焊縫組織是從液體金屬結晶的鑄態組織,晶粒粗大,成分偏析,組織不緻密。
由於焊接熔池小,冷卻快,化學成分控制嚴格,碳、硫、磷都較低,還通過滲合金調整焊縫化學成分,使其含有一定的合金元素,因此,焊縫金屬的性能問題不大,可以滿足性能要求,特別是強度容易達到。
⑶ 電路板的焊接問題
手工焊接的工具
任何電子產品,從幾個零件構成的整流器到成千上萬個零部件組成的計算機系統,都是由基本的電子元件器件和功能構成,按電路工作原理,用一定的工藝方法連接而成。雖然連接方法有多種(例如、繞接、壓接、粘接等)但使用最廣泛的方法是錫焊。
1 .手工焊接的工具
( 1 )電烙鐵
( 2 )鉻鐵架
圖1
2 . 錫焊的條件
為了提高焊接質量,必須注意掌握錫焊的條件。
1. 被焊件必須具備可焊性。
2. 被焊金屬表面應保持清潔。
3. 使用合適的助焊劑。
4. 具有適當的焊接溫度。
5. 具有合適的焊接時間。
第二節 焊料與助焊劑
1 .焊接材料
凡是用來熔合兩種或兩種以上的金屬面,使之成為一個整體的金屬或合金都叫焊料。這里所說的焊料只針對錫焊所用焊料。
常用錫焊材料:
1. 管狀焊錫絲
2. 抗氧化焊錫
3. 含銀的焊錫
4. 焊膏
2 .助焊劑的選用。
在焊接過程中,由於金屬在加熱的情況下會產生一薄層氧化膜,這將阻礙焊錫的浸潤,影響焊接點合金的形成,容易出現虛焊、假焊現象。使用助焊劑可改善焊接性能。助焊劑有松香、松香溶液、焊膏焊油等,可根據不同的焊接對象合理選用。焊膏焊油等具有一定的腐蝕性,不可用於焊接電子元器件和電路板,焊接完畢應將焊接處殘留的焊膏焊油等擦拭乾凈。元器件引腳鍍錫時應選用松香作助焊劑。印製電路板上已塗有松香溶液的,元器件焊入時不必再用助焊劑。
第三節 手工焊接的注意事項
手工錫焊接技術是一項基本功,就是在大規模生產的情況下,維護和維修也必須使用手工焊接。因此,必須通過學習和實踐操作練習才能熟練掌握。注意事項如下:
1. 手握鉻鐵的姿勢掌握正確的操作姿勢,可以保證操作者的身心健康,減輕勞動傷害。為減少焊劑加熱時揮發出的化學物質對人的危害,減少有害氣體的吸入量,一般情況下,烙鐵到鼻子的距離應該不少於 20cm ,通常以 30cm 為宜。
電烙鐵有三種握法,如圖2 所示。
圖2 握電烙鐵的手法示意
反握法的動作穩定,長時間操作不易疲勞,適於大功率烙鐵的操作;正握法適於中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作;一般在操作台上焊接印製板等焊件時,多採用握筆法。
2. 焊錫絲一般有兩種拿法,如圖3 所示。由於焊錫絲中含有一定比例的鉛,而鉛是對人體有害的一種重金屬,因此操作時應該戴手套或在操作後洗手,避免食入鉛塵。
圖3 焊錫絲的拿法
3. 電烙鐵使用以後,一定要穩妥地插放在烙鐵架上,並注意導線等其他雜物不要碰到烙鐵頭,以免燙傷導線,造成漏電等事故。
第四節 手工焊接操作的基本步驟
掌握好電烙鐵的溫度和焊接時間,選擇恰當的烙鐵頭和焊點的接觸位置,才可能得到良好的焊點。正確的手工焊接操作過程可以分成五個步驟,如圖所示。
圖4 手工焊接步驟
1 .基本操作步驟
⑴ 步驟一:准備施焊(圖 (a) )
左手拿焊絲,右手握烙鐵,進入備焊狀態。要求烙鐵頭保持干凈,無焊渣等氧化物,並在表面鍍有一層焊錫。
⑵ 步驟二:加熱焊件(圖 (b) )
烙鐵頭靠在兩焊件的連接處,加熱整個焊件全體,時間大約為 1 ~ 2 秒鍾。對於在印製板上焊接元器件來說,要注意使烙鐵頭同時接觸兩個被焊接物。例如,圖 (b) 中的導線與接線柱、元器件引線與焊盤要同時均勻受熱。
⑶ 步驟三:送入焊絲(圖 (c) )
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。注意:不要把焊錫絲送到烙鐵頭上!
⑷ 步驟四:移開焊絲(圖 (d) )
當焊絲熔化一定量後,立即向左上 45° 方向移開焊絲。
⑸ 步驟五:移開烙鐵(圖 (e) )
焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以後,向右上 45° 方向移開烙鐵,結束焊接。從第三步開始到第五步結束,時間大約也是 1 至 2s 。
2 .錫焊三步操作法
對於熱容量小的焊件,例如印製板上較細導線的連接,可以簡化為三步操作。
1. 准備:同以上步驟一;
2. 加熱與送絲:烙鐵頭放在焊件上後即放入焊絲。
3. 去絲移烙鐵:焊錫在焊接面上浸潤擴散達到預期范圍後,立即拿開焊絲並移開烙鐵,並注意移去焊絲的時間不得滯後於移開烙鐵的時間。
對於吸收低熱量的焊件而言,上述整個過程的時間不過 2 至 4s ,各步驟的節奏控制,順序的准確掌握,動作的熟練協調,都是要通過大量實踐並用心體會才能解決的問題。有人總結出了在五步驟操作法中用數秒的辦法控制時間:烙鐵接觸焊點後數一、二(約 2s ),送入焊絲後數三、四,移開烙鐵,焊絲熔化量要靠觀察決定。此辦法可以參考,但由於烙鐵功率、焊點熱容量的差別等因素,實際掌握焊接火候並無定章可循,必須具體條件具體對待。試想,對於一個熱容量較大的焊點,若使用功率較小的烙鐵焊接時,在上述時間內,可能加熱溫度還不能使焊錫熔化,焊接就無從談起。
第五節 手工焊接操作的具體手法
在保證得到優質焊點的目標下,具體的焊接操作手法可以有所不同,但下面這些前人總結的方法,對初學者的指導作用是不可忽略的。
1. 保持烙鐵頭的清潔
焊接時,烙鐵頭長期處於高溫狀態,又接觸助焊劑等弱酸性物質,其表面很容易氧化腐蝕並沾上一層黑色雜質。這些雜質形成隔熱層,妨礙了烙鐵頭與焊件之間的熱傳導。因此,要注意用一塊濕布或濕的木質纖維海綿隨時擦拭烙鐵頭。對於普通烙鐵頭,在腐蝕污染嚴重時可以使用銼刀修去表面氧化層。對於長壽命烙鐵頭,就絕對不能使用這種方法了。
2. 靠增加接觸面積來加快傳熱
加熱時,應該讓焊件上需要焊錫浸潤的各部分均勻受熱,而不是僅僅加熱焊件的一部分,更不要採用烙鐵對焊件增加壓力的辦法,以免造成損壞或不易覺察的隱患。有些初學者用烙鐵頭對焊接面施加壓力,企圖加快焊接,這是不對的。正確的方法是,要根據焊件的形狀選用不同的烙鐵頭,或者自己修整烙鐵頭,讓烙鐵頭與焊件形成面的接觸而不是點或線的接觸。這樣,就能大大提高傳熱效率。
3. 加熱要靠焊錫橋
在非流水線作業中,焊接的焊點形狀是多種多樣的,不大可能不斷更換烙鐵頭。要提高加熱的效率,需要有進行熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋,就是靠烙鐵頭上保留少量焊錫,作為加熱時烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。由於金屬熔液的導熱效率遠遠高於空氣,使焊件很快就被加熱到焊接溫度。應該注意,作為焊錫橋的錫量不可保留過多,不僅因為長時間存留在烙鐵頭上的焊料處於過熱狀態,實際已經降低了質量,還可能造成焊點之間誤連短路。
4. 烙鐵撤離有講究
烙鐵的撤離要及時,而且撤離時的角度和方向與焊點的形成有關。如圖所示為烙鐵不同的撤離方向對焊點錫量的影響。
圖5 烙鐵撤離方向和焊點錫量的關系
5. 在焊錫凝固之前不能動
切勿使焊件移動或受到振動,特別是用鑷子夾住焊件時,一定要等焊錫凝固後再移走鑷子,否則極易造成焊點結構疏鬆或虛焊。
6. 焊錫用量要適中
手工焊接常使用的管狀焊錫絲,內部已經裝有由松香和活化劑製成的助焊劑。焊錫絲的直徑有 0.5 、 0.8 、 1.0 、 … 、 5.0mm 等多種規格,要根據焊點的大小選用。一般,應使焊錫絲的直徑略小於焊盤的直徑。
如圖所示,過量的焊錫不但無必要地消耗了焊錫,而且還增加焊接時間,降低工作速度。更為嚴重的是,過量的焊錫很容易造成不易覺察的短路故障。焊錫過少也不能形成牢固的結合,同樣是不利的。特別是焊接印製板引出導線時,焊錫用量不足,極容易造成導線脫落。
圖6 焊點錫量的掌握
7. 焊劑用量要適中
適量的助焊劑對焊接非常有利。過量使用松香焊劑,焊接以後勢必需要擦除多餘的焊劑,並且延長了加熱時間,降低了工作效率。當加熱時間不足時,又容易形成「夾渣」的缺陷。焊接開關、接插件的時候,過量的焊劑容易流到觸點上,會造成接觸不良。合適的焊劑量,應該是松香水僅能浸濕將要形成焊點的部位,不會透過印製板上的通孔流走。對使用松香芯焊絲的焊接來說,基本上不需要再塗助焊劑。目前,印製板生產廠在電路板出廠前大多進行過松香水噴塗處理,無需再加助焊劑。
8. 不要使用烙鐵頭作為運送焊錫的工具
有人習慣到焊接面上進行焊接,結果造成焊料的氧化。因為烙鐵尖的溫度一般都在 300 ℃ 以上,焊錫絲中的助焊劑在高溫時容易分解失效,焊錫也處於過熱的低質量狀態。特別應該指出的是,在一些陳舊的書刊中還介紹過用烙鐵頭運送焊錫的方法,請讀者注意鑒別。
第六節 焊點質量及檢查
對焊點的質量要求,應該包括電氣接觸良好、機械結合牢固和美觀三個方面。保證焊點質量最重要的一點,就是必須避免虛焊。
1 .虛焊產生的原因及其危害
虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的,它使焊點成為有接觸電阻的連接狀態,導致電路工作不正常,出現連接時好時壞的不穩定現象,雜訊增加而沒有規律性,給電路的調試、使用和維護帶來重大隱患。此外,也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間內,保持接觸尚好,因此不容易發現。但在溫度、濕度和振動等環境條件的作用下,接觸表面逐步被氧化,接觸慢慢地變得不完全起來。虛焊點的接觸電阻會引起局部發熱,局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化,最終甚至使焊點脫落,電路完全不能正常工作。這一過程有時可長達一、二年,其原理可以用「原電池」的概念來解釋:當焊點受潮使水汽滲入間隙後,水分子溶解金屬氧化物和污垢形成電解液,虛焊點兩側的銅和鉛錫焊料相當於原電池的兩個電極,鉛錫焊料失去電子被氧化,銅材獲得電子被還原。在這樣的原電池結構中,虛焊點內發生金屬損耗性腐蝕,局部溫度升高加劇了化學反應,機械振動讓其中的間隙不斷擴大,直到惡性循環使虛焊點最終形成斷路。
據統計數字表明,在電子整機產品的故障中,有將近一半是由於焊接不良引起的。然而,要從一台有成千上萬個焊點的電子設備里,找出引起故障的虛焊點來,實在不是容易的事。所以,虛焊是電路可靠性的重大隱患,必須嚴格避免。進行手工焊接操作的時候,尤其要加以注意。
一般來說,造成虛焊的主要原因是:焊錫質量差;助焊劑的還原性不良或用量不夠;被焊接處表面未預先清潔好,鍍錫不牢;烙鐵頭的溫度過高或過低,表面有氧化層;焊接時間掌握不好,太長或太短;焊接中焊錫尚未凝固時,焊接元件松動。
2 .對焊點的要求
1. 可靠的電氣連接
2. 足夠的機械強度
3. 光潔整齊的外觀
3 .典型焊點的形成及其外觀
在單面和雙面(多層)印製電路板上,焊點的形成是有區別的:見圖,在單面板上,焊點僅形成在焊接面的焊盤上方;但在雙面板或多層板上,熔融的焊料不僅浸潤焊盤上方,還由於毛細作用,滲透到金屬化孔內,焊點形成的區域包括焊接面的焊盤上方、金屬化孔內和元件面上的部分焊盤,如圖所示。
圖 7焊點的形成 圖 4-10 典型焊點的外觀
參見圖,從外表直觀看典型焊點,對它的要求是:
1. 形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷,呈漫坡狀,以焊接導線為中心,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。
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。
3. 表面平滑,有金屬光澤。
無裂紋、針孔、夾渣。
⑷ 求電路板的電子焊接技巧,怎樣焊的又快又好
電路板焊接的主要技巧如下:a、焊完所有的引腳後,用焊劑浸濕所有引腳以便清洗焊錫。在需要的地方吸掉多餘的焊錫,以消除任何短路和搭接。最後用鑷子檢查是否有虛焊,檢查完成後,從電路板上清除焊劑,將硬毛刷浸上酒精沿引腳方向仔細擦拭,直到焊劑消失為止。b、電路板焊接工程師提醒你貼片阻容元件則相對容易焊一些,可以先在一個焊點上點上錫,然後放上元件的一頭,用鑷子夾住元件,焊上一頭之後,再看看是否放正了;如果已放正,就再焊上另外一頭。要真正掌握焊接技巧需要大量的實踐。c、電路板焊接工程師提醒廣大讀者在焊接之前先在焊盤上塗上助焊劑,用烙鐵處理一遍,以免焊盤鍍錫不良或被氧化,造成不好焊,晶元則一般不需處理。d、用鑷子小心地將PQFP晶元放到PCB板上,注意不要損壞引腳。使其與焊盤對齊,要保證晶元的放置方向正確。把烙鐵的溫度調到300多攝氏度,將烙鐵頭尖沾上少量的焊錫,用工具向下按住已對准位置的晶元,在兩個對角位置的引腳上加少量的焊劑,仍然向下按住晶元,焊接兩個對角位置上的引腳,使晶元固定而不能移動。在焊完對角後重新檢查晶元的位置是否對准。如有必要可進行調整或拆除並重新在PCB板上對准位置。e、開始焊接所有的引腳時,應在烙鐵尖上加上焊錫,將所有的引腳塗上焊劑使引腳保持濕潤。用烙鐵尖接觸晶元每個引腳的末端,直到看見焊錫流入引腳。在焊接時要保持烙鐵尖與被焊引腳並行,防止因焊錫過量發生搭接。
⑸ pCB板怎樣焊接
PCB焊接有專門的貼片廠,也就是SMT廠去做這個事情,SMT的技術問題很多,不是簡單可以說清楚的。
簡要敘述就是先根據PCB焊盤分布開一張對應的鋼網,再用鋼網來印錫膏在焊盤上面,再用機器自動打上器件後過迴流焊完成表貼式焊盤的焊接;最後以波峰焊方式完成以針腳方式插件的器件。
⑹ 焊接的技術要求
技術要求:
1、焊接時焊縫要求平滑,不得有氣孔夾渣等焊接缺陷,發現缺陷及時修補。焊縫高度一般與鋼板接近,採用斷續焊時,焊縫長度及間隔應均勻一致。
2、製作件要求密封連續焊接時,要求焊縫處不得出現氣孔沙眼現象。
3、焊接時要求焊縫高度不能小於母材(焊件)的厚度。不同厚度的母材(焊件)焊接時,焊縫高度不能小於最薄母材(焊件)厚度。
焊接通過下列三種途徑達成接合的目的:
1、熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷卻凝固後便接合,必要時可加入熔填物輔助,它是適合各種金屬和合金的焊接加工,不需壓力。
2、壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力,屬於各種金屬材料和部分金屬材料的加工。
3、釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭間隙,並與母材互相擴散實現鏈接焊件。適合於各種材料的焊接加工,也適合於不同金屬或異類材料的焊接加工。
(6)直插式電路板焊接後焊點推力多少擴展閱讀:
焊接原理:
1 預熱
預熱能降低焊後冷卻速度,有利於降低中碳鋼熱影響區的最高硬度,防止產生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預熱還能改善接頭塑性,減小焊後殘余應力。
通常,35和45鋼的預熱溫度為150~250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。
若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行局部預熱,局部預熱的加熱范圍為焊口兩側各150~200mm。
2 焊條條件:許可時優先選用酸性焊條。
3 坡口形式:將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產生。
4 工藝參數:由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右,所以第一層焊縫焊接時,應盡量採用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深,也就是我們通常說的灼傷(電流過大時母材被燒傷)。
5 熱處理:焊後應在200-350℃下保溫2-6小時,進一步減緩冷卻速度,增加塑性、韌性,並減小淬硬傾向,消除接頭內的擴散氫。所以,焊接時不能在過冷的環境或雨中進行。
焊後最好對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對於大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。焊後消除應力的回火溫度為600~650℃,保溫1-2h,然後隨爐冷卻。
⑺ 電路板焊接的質量如何檢驗和判定
(一)焊點的質量要求:
對焊點的質量要求,應該包括它包括良好的電氣接觸、足夠的機械強度和光潔整齊的外觀三個方面,保證焊點質量最關鍵的一點,就是必須避免虛焊。
(1) 插件元件焊接可接受性要求:
引腳凸出:單面板引腳伸出焊盤最大不超過2.3mm;最小不低於0.5 mm。對於厚度超過2.3mm的通孔板(雙面板),引腳長度已確定的元件(如IC、插座),引腳凸出是允許不可辨識的。
通孔的垂直填充:
焊錫的垂直填充須達孔深度的75%,即板厚的3/4;焊接面引腳和孔壁潤濕至少270°。
焊錫對通孔和非支撐孔焊盤的覆蓋面積須≥75%。
(2) 貼片(矩形或方形)元件焊接可接受性要求:
1.貼片元件位置的歪斜或偏移的允收標準是:不超過其元件或焊盤寬度(其中較小者)的1/2,且不可違反最小電氣間隙。
2.末端焊點寬度最小為元件可焊端寬度的50%或焊盤寬度的50%,其中較小者。
3.最小焊點高度為焊錫厚度加可焊端高度的25%或0.5 mm,其中較小者。
(3) 扁平焊片引腳焊接可接受性要求:
1.扁平焊片引腳偏移的允收標準是:不超過其元碼櫻件或焊盤寬度(其中較小者)的25%,不違反最小電氣間隙。
2.末端焊點寬度最小為元件引腳可焊端寬度的75%。
3.最小焊點高度為正常潤濕。
(二)焊接質量的檢驗方法:
⑴目視檢查
目視檢查就是從外觀上檢查焊接質量是否合格,也就是從外觀上評價焊點有什麼缺陷。
目視檢查的主要內容有:
是否有漏焊,即應該焊接的焊點沒有焊上;
焊點的光澤好不好;
焊點的焊料足不足;
焊點的周圍是否有殘留的焊劑;
有沒有連焊、焊盤有滑脫落;
焊點有沒有裂紋;
焊點是不是凹凸不平;焊點是否有拉尖現象。
⑵手觸檢查
手觸檢查和行主要是指觸摸元器件時,是否松動、焊接不牢的現象。用鑷子夾住元器件引線,輕輕拉動時,有無松動現象。焊點在搖動時,上面的焊錫是否脫落現象。
⑶通電檢查
在外觀檢查結束以後診斷連線無誤,才可進行通電檢查,這是檢驗電路性能的關鍵。如果不經過嚴格的外觀檢查,通電檢查不僅困難較多,而且有可能損壞設備儀器,造成安全事故。例如電源連線虛焊,那麼通電時就會發現設備加不上電,當然無法檢查。
通電檢查可以發現許多微小的缺陷,例如用目測觀察不到的電路橋接,但對於為內部虛焊的隱患就不容易遲棚叢覺察。所以根本的問題還是要提高焊接操作的技藝水平,不能把問題留給檢驗工作去完成。
⑻ 焊條3.2,焊機電流多大,推力多少,引弧多大電流。需要平焊和仰焊
鹼性焊條要直流反接的,你的焊機是直流焊機,要反接也就是負極搭鐵正極接焊鉗,這樣焊接電弧穩定點。平焊推力調零,電流120左右,引弧電流130.仰焊推力調零,電流110左右,引弧電流120.
這只是我的經驗,供你參考,焊機不一樣表上顯示的數值略有不同。