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：

隨著科技的發展，數字產品突顯出現代化、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。可見，焊接溫度過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《中華人民共和國航空航天工業部航天工業標準》的《片狀電阻器、電容器手工表面裝聯工藝技術要求》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，可以隨意調節溫度，也根據上述情況對分立器件焊接溫度作了規定：290℃±10℃。

3.根據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，多數電烙鐵不能使焊錫絲熔化。顯然溫度過低，經分析，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，最后的讀數就為烙鐵頭部溫度。根據計量的結果顯示，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℃。可見，烙鐵頭與溫度的正比例關系。

在計量的過程中發現，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工藝技術要求》中華人民共和國航空航天工業部，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部，1999年