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1、电子组装之无铅手工焊接与维修知识培训教材NamtaiNamtai Electronic(Shenzhen)Company Limited“NTSZ”Electronic(Shenzhen)Company Limited“NTSZ”PEPE部部 李李岳方岳方 20082008年年5 5月月1414日日 版权所有版权所有主要内容 1、前言 2、焊锡基础知识 3、电烙铁、烙铁咀、焊锡丝、清洗剂的选择 4、焊锡过程中的EOS、ESD 5、元器件的维修/拆卸方法 6、无铅焊接的验收和相关标准 1.前言 微电子技术的飞速发展和电子产品小型化、轻量化及微电子技术的飞速发展和电子产品小型化、轻量化及高可靠的要
2、求，使表面贴装元器件在电子产品中的应用日高可靠的要求，使表面贴装元器件在电子产品中的应用日益广泛，表面安装技术因此也成为电子装联工艺的主流。益广泛，表面安装技术因此也成为电子装联工艺的主流。作为表面贴装元器件的安装、连结和支撑的载体作为表面贴装元器件的安装、连结和支撑的载体SMTSMT用印制板也有了相应的发展和进步，表面安装元器件与印用印制板也有了相应的发展和进步，表面安装元器件与印制板焊接连接用的焊料，也逐步由传统的锡铅合金焊料向制板焊接连接用的焊料，也逐步由传统的锡铅合金焊料向无铅焊料过渡。无铅焊料过渡。传统的传统的Sn63/Pb37Sn63/Pb37共晶焊料由于其电气、机械性能和共晶焊料
3、由于其电气、机械性能和工艺性能优良，成本低廉，在电子装联中的应用已经有近工艺性能优良，成本低廉，在电子装联中的应用已经有近百年的历史，在百年的历史，在SMTSMT印制板及其焊接中的应用也有多年的印制板及其焊接中的应用也有多年的经验，技术相对也比较成熟。但是，焊料中的铅元素危害经验，技术相对也比较成熟。但是，焊料中的铅元素危害人类的健康，对环境会造成很大的污染。随着科学技术的人类的健康，对环境会造成很大的污染。随着科学技术的进步，人们对环境保护意识的增强，限制使用铅等有害物进步，人们对环境保护意识的增强，限制使用铅等有害物质的呼声日益强烈，为此欧盟对在电气电子产品中限制使质的呼声日益强烈，为此欧
4、盟对在电气电子产品中限制使用某些物质进行了立法，颁布了用某些物质进行了立法，颁布了“WEEE”WEEE”和和“ROHS”ROHS”两两项指令。项指令。按照按照ROHSROHS指令的规定：从指令的规定：从20062006年年7 7月月1 1日起，投放日起，投放欧洲市场的电子产品不允许含有欧洲市场的电子产品不允许含有:PbPb、HgHg、CdCd、六价、六价Cr Cr 和和 PBBPBB（多溴联苯）、（多溴联苯）、PBDEPBDE（多溴联苯醚）等有害物质。（多溴联苯醚）等有害物质。我国由信息产业部、外贸部和技术质量监督局等我国由信息产业部、外贸部和技术质量监督局等七部委联合制定了七部委联合制定了电
5、子信息产品污染控制管理电子信息产品污染控制管理办法办法现已颁布，主要目的是为了控制现已颁布，主要目的是为了控制ROHSROHS指令指令中规定的铅、汞等六种有害物质在电子信息产品中规定的铅、汞等六种有害物质在电子信息产品中的应用（其中软件、出口产品和军工产品除外）中的应用（其中软件、出口产品和军工产品除外），该规定从，该规定从20072007年年3 3月月1 1日开始实施日开始实施 这意味着今后进入中国市场的电子信息产品也这意味着今后进入中国市场的电子信息产品也必须是不含铅、汞等有害物质。所以采用无铅的必须是不含铅、汞等有害物质。所以采用无铅的焊接技术是势在必行。焊接技术是势在必行。为了应对无铅
6、焊接的要求，欧美和日本等发为了应对无铅焊接的要求，欧美和日本等发达国家，早已在无铅焊接的材料、印制板的无铅达国家，早已在无铅焊接的材料、印制板的无铅制程和基材的更新以及相关标准方面，做了大量制程和基材的更新以及相关标准方面，做了大量的工作和研究，并且开发出许多新的材料和产品。的工作和研究，并且开发出许多新的材料和产品。我国在这方面工作虽然起步较晚，但是有欧美等我国在这方面工作虽然起步较晚，但是有欧美等国的经验借鉴，发展也比较快，然而无铅焊接与国的经验借鉴，发展也比较快，然而无铅焊接与传统的有铅焊接还有许多不同的特点和要求，实传统的有铅焊接还有许多不同的特点和要求，实践经验和技术相对于有铅焊接尚
7、不成熟，对于焊践经验和技术相对于有铅焊接尚不成熟，对于焊接材料、印制板与无铅焊接的匹配以及焊接质量接材料、印制板与无铅焊接的匹配以及焊接质量和验收标准等方面，有许多工作需要进一步探讨和验收标准等方面，有许多工作需要进一步探讨和研究，本文将根据自己的实践和相关资料的体和研究，本文将根据自己的实践和相关资料的体会，浅谈无铅焊接工艺中遇到的特殊要求与经常会，浅谈无铅焊接工艺中遇到的特殊要求与经常出现的问题。出现的问题。2.2.焊接基础知识焊接基础知识焊接基础知识焊接基础知识锡焊从学科锡焊从学科分类属于钎焊学分类属于钎焊学 。所谓钎焊，简而言之，就是将比母材熔点低的金属材料熔所谓钎焊，简而言之，就是将
8、比母材熔点低的金属材料熔化，使其与母材结合到一起。化，使其与母材结合到一起。锡焊就是采用锡锡焊就是采用锡铅系焊料的钎焊。铅系焊料的钎焊。2.12.1无铅焊料的特点无铅焊料的特点无铅焊料是指：无铅焊料是指：焊料合金中铅的自然含量小于焊料合金中铅的自然含量小于0.10.1wtwt（1000ppm1000ppm），并），并且不含且不含ROHSROHS指令中规定的其它有害元素。指令中规定的其它有害元素。无铅焊料合金一般为：无铅焊料合金一般为：SnSn 与含与含AgAg、CuCu、ZnZn、BiBi、InIn、SbSb 等元素的二元、三元或多元合金。等元素的二元、三元或多元合金。目前广泛采用的是目前广泛
9、采用的是SnSn 95.8/Ag3.5/Cu0.7 95.8/Ag3.5/Cu0.7的三元共晶合金的三元共晶合金 及及SnSn 96.5/Ag3.0/Cu0.5 96.5/Ag3.0/Cu0.5的三元近共晶合金（日本）。的三元近共晶合金（日本）。该焊料与传统的锡铅合金焊料相比其特点是：该焊料与传统的锡铅合金焊料相比其特点是：2.1.1.2.1.1.焊料的熔点高焊料的熔点高 目前常用的无铅焊料合金的熔点一般为目前常用的无铅焊料合金的熔点一般为216216220220，因为合金各成分比例的不同，其熔点不同，含银量为因为合金各成分比例的不同，其熔点不同，含银量为3.53.5的的SnSnAgAgCuC
10、u共晶焊料其熔点为共晶焊料其熔点为217217，比传统的，比传统的Sn-Sn-PbPb合金共晶焊料高出合金共晶焊料高出3434，在，在SMTSMT印制板上的焊接温度也印制板上的焊接温度也要相应地提高要相应地提高3030多摄氏度。多摄氏度。2.1.2.2.1.2.无铅焊料的表面张力较大无铅焊料的表面张力较大 无铅焊料的表面张力较大，对印制板涂镀层表面的润无铅焊料的表面张力较大，对印制板涂镀层表面的润湿性也比湿性也比Sn-PbSn-Pb合金焊料差，焊接后焊料的扩展面积小，合金焊料差，焊接后焊料的扩展面积小，对印制板焊盘的可焊性要求高。对印制板焊盘的可焊性要求高。2.1.3.2.1.3.无铅焊料的焊
11、接工艺窗口小，工艺控制难度大。无铅焊料的焊接工艺窗口小，工艺控制难度大。因为无铅焊料的熔点高，在焊接中能形成可靠焊点所因为无铅焊料的熔点高，在焊接中能形成可靠焊点所需要的焊接温度也要升高，从焊接温度到印制板所能承受需要的焊接温度也要升高，从焊接温度到印制板所能承受的温度极限值的范围变小；无铅焊料的共晶特性不如锡铅的温度极限值的范围变小；无铅焊料的共晶特性不如锡铅合金焊料，印制板横向的温差对焊接质量影响很大，需要合金焊料，印制板横向的温差对焊接质量影响很大，需要提高温度的控制精度和加热温度的均匀性，因而工艺控制提高温度的控制精度和加热温度的均匀性，因而工艺控制的难度加大。的难度加大。2.1.4.
12、2.1.4.无铅焊料中含有银或其它稀贵金属，焊料成本高。无铅焊料中含有银或其它稀贵金属，焊料成本高。无铅焊料中银的用量虽然只有无铅焊料中银的用量虽然只有SnPbSnPb焊料中焊料中PbPb含量的含量的9 9左右，但是银价格很高左右，但是银价格很高(铅与银的价格比为：铅与银的价格比为：1 1：250300)250300)必然会使焊料的成本提高。但是，因为焊膏的必然会使焊料的成本提高。但是，因为焊膏的成本制造费占较大比重，所以最终产品的价格略高于有铅成本制造费占较大比重，所以最终产品的价格略高于有铅焊膏。焊膏。2.1.52.1.5无铅焊料焊点的强度根据焊料成分不同有很大区别，无铅焊料焊点的强度根据
13、焊料成分不同有很大区别，对于对于SnSn-Ag-Cu-Ag-Cu系列的张力强度略高于系列的张力强度略高于SnPbSnPb焊料。焊料。2.22.2无铅焊接对无铅焊接对无铅焊接对无铅焊接对SMTSMT印制板的特殊要求印制板的特殊要求印制板的特殊要求印制板的特殊要求 由于无铅焊料有以上特点，对由于无铅焊料有以上特点，对SMTSMT用印制板的要求也用印制板的要求也就不同于有铅焊接，尤其是对印制板的基材和表面涂镀层就不同于有铅焊接，尤其是对印制板的基材和表面涂镀层有更为严酷的要求，具体体现在以下方面：有更为严酷的要求，具体体现在以下方面：2.2.1.2.2.1.基材的耐热性和热稳定性要求高基材的耐热性和
14、热稳定性要求高 无铅焊料的熔点高，焊接也温度高，再流焊的温度曲无铅焊料的熔点高，焊接也温度高，再流焊的温度曲线不同于有铅焊料，印制板通过再流炉焊接的温度高、时线不同于有铅焊料，印制板通过再流炉焊接的温度高、时间长，为防止焊接过程中印制板受热产生起泡、分层、变间长，为防止焊接过程中印制板受热产生起泡、分层、变色或金属化孔壁断裂而损坏，对印制板基材的耐热性和热色或金属化孔壁断裂而损坏，对印制板基材的耐热性和热稳定性有更高的要求。稳定性有更高的要求。2.2.2.2.2.2.印制板表面的涂镀层应无铅、表面平整，有良好的印制板表面的涂镀层应无铅、表面平整，有良好的可焊性可焊性，能与焊料形成可靠的焊点，并
15、且能经受焊接的高，能与焊料形成可靠的焊点，并且能经受焊接的高温而不温而不 易氧化，必要时需要经受重复焊接仍能保持可焊。易氧化，必要时需要经受重复焊接仍能保持可焊。传统的传统的Sn-PbSn-Pb合金镀层和有铅焊料的合金镀层和有铅焊料的HASLHASL涂层已不能应用。涂层已不能应用。2.2.3.SMT2.2.3.SMT印制板应平整，板的翘曲度小印制板应平整，板的翘曲度小 一般一般SMTSMT板的翘曲度板的翘曲度 0.75%0.75%，并且在焊接的高温下，并且在焊接的高温下印制板也不允许弯曲变形。翘曲会影响表面贴装元器件与印制板也不允许弯曲变形。翘曲会影响表面贴装元器件与板的共平面性，降低焊接的可
16、靠性。尤其是在无铅焊接条板的共平面性，降低焊接的可靠性。尤其是在无铅焊接条件下温度高，更易引起翘曲。所以印制板高温下也应保持件下温度高，更易引起翘曲。所以印制板高温下也应保持较小的翘曲。较小的翘曲。引起印制板翘曲是多因素的综合影响，有印制板基材方引起印制板翘曲是多因素的综合影响，有印制板基材方面、印制板加工的工艺控制问题、印制板设计时布线的均面、印制板加工的工艺控制问题、印制板设计时布线的均匀程度和热设计问题以及焊接工艺的控制等方面的原因。匀程度和热设计问题以及焊接工艺的控制等方面的原因。最根本原因是印制板基材中的铜箔、树脂和增强材料最根本原因是印制板基材中的铜箔、树脂和增强材料的热膨胀系数的
17、差异，（在的热膨胀系数的差异，（在X-YX-Y方向铜大于树脂，方向铜大于树脂，Z Z向树脂向树脂大于铜）。在高温下热膨胀的影响将更为明显，如果将上大于铜）。在高温下热膨胀的影响将更为明显，如果将上述影响因素控制得好，会使印制板的翘曲降到可以接受的述影响因素控制得好，会使印制板的翘曲降到可以接受的程度程度 2.2.4.2.2.4.基材的吸湿率低和耐离子迁移性能好基材的吸湿率低和耐离子迁移性能好 SMTSMT印制板的元器件安装密度越来越高，印制导线的印制板的元器件安装密度越来越高，印制导线的间距越来越小，导线之间的绝缘电阻是印制板重要的电气间距越来越小，导线之间的绝缘电阻是印制板重要的电气性能。性
18、能。离子迁移（离子迁移（CAFCAF）是印制板在加电使用过程中，在直）是印制板在加电使用过程中，在直流电场作用下，产生电化学反应，在印制板上相互靠近而流电场作用下，产生电化学反应，在印制板上相互靠近而平行的电路上施加电压后，在电场作用下，导线之间析出平行的电路上施加电压后，在电场作用下，导线之间析出树枝状金属的状态，或者是沿着基材的玻璃纤维表面发生树枝状金属的状态，或者是沿着基材的玻璃纤维表面发生金属离子的迁移（金属离子的迁移（CAFCAF），从而降低了导线间的绝缘。焊），从而降低了导线间的绝缘。焊接的高温能引起印制板表面树脂的挥发，如果树脂的挥发接的高温能引起印制板表面树脂的挥发，如果树脂的
19、挥发量大，印制板的表面粗糙容易吸湿，会加速量大，印制板的表面粗糙容易吸湿，会加速CAFCAF现象的产现象的产生，所以无铅焊接需要选择耐离子迁移性能好的基材。生，所以无铅焊接需要选择耐离子迁移性能好的基材。在潮湿的条件下，吸湿性高的基材在焊接的高温还在潮湿的条件下，吸湿性高的基材在焊接的高温还容易引起印制板产生白斑或分层，使绝缘电阻下降。所以容易引起印制板产生白斑或分层，使绝缘电阻下降。所以应选用吸湿率低或吸湿后对电性能影响不大的基材，如应选用吸湿率低或吸湿后对电性能影响不大的基材，如BTBT树脂等。树脂等。2.2.5.2.2.5.不含卤素类阻燃剂不含卤素类阻燃剂 SMTSMT印制板在满足无铅要
20、求的同时，还应不含印制板在满足无铅要求的同时，还应不含PBB/PBDEPBB/PBDE类有卤素的阻燃剂材料，无卤素虽然与无铅焊类有卤素的阻燃剂材料，无卤素虽然与无铅焊接没有直接关系，但是都是在接没有直接关系，但是都是在ROHS“ROHS“指令指令”和和“规定规定”中中同时限制使用的有害物质，在采用无铅焊接的同时也必须同时限制使用的有害物质，在采用无铅焊接的同时也必须考虑印制板的基材中无卤素的问题。并且无卤素基材的耐考虑印制板的基材中无卤素的问题。并且无卤素基材的耐热性一般高于有卤素的基材，所以更适合于热性一般高于有卤素的基材，所以更适合于SMTSMT印制板。印制板。在现有的在现有的FR-4FR
21、-4型的印制板基材中，采用的阻燃剂不是型的印制板基材中，采用的阻燃剂不是“指令指令”中明文限制使用的中明文限制使用的PBBPBB和和 PBDEPBDE，它是采用四溴双，它是采用四溴双酚酚A A（TBBATBBA）作阻燃剂，属于反应型阻燃剂，在环氧树脂）作阻燃剂，属于反应型阻燃剂，在环氧树脂中参与化学反应，不具有生物降解的可能性，许多研究表中参与化学反应，不具有生物降解的可能性，许多研究表明它对于人类和环境的危害要小于明它对于人类和环境的危害要小于PBBPBB和和 PBDEPBDE危害的十危害的十倍以上，在没有性价比更好的无卤素阻燃剂的情况下仍可倍以上，在没有性价比更好的无卤素阻燃剂的情况下仍可
22、以使用，这也是目前仍在采用以使用，这也是目前仍在采用FR-4FR-4型的印制板基材的原因。型的印制板基材的原因。TBBATBBA型阻燃剂尽管毒性很低，但是它终究是型阻燃剂尽管毒性很低，但是它终究是含有卤素，是有一定毒性的，将逐渐被性价比更含有卤素，是有一定毒性的，将逐渐被性价比更好的无卤素型印制板基材所代替。可以替代卤素好的无卤素型印制板基材所代替。可以替代卤素的阻燃剂有磷（的阻燃剂有磷（P P）、氮（）、氮（N N）、无机氢氧化物）、无机氢氧化物（如水合氧化铝、氢氧化镁）等，目前采用较多（如水合氧化铝、氢氧化镁）等，目前采用较多的无卤素阻燃剂有含的无卤素阻燃剂有含P P、含、含N N或两者组
23、合，但是这或两者组合，但是这类阻燃剂也有一定的不足，含类阻燃剂也有一定的不足，含P P的树脂基材中的有的树脂基材中的有机磷也有毒性，所以最环保型的阻燃剂应是不含机磷也有毒性，所以最环保型的阻燃剂应是不含卤素和磷。卤素和磷。目前市场已开发出这一类的无卤素印制板基目前市场已开发出这一类的无卤素印制板基材，如苏州生益公司的材，如苏州生益公司的S1155/S1156S1155/S1156等板材，随等板材，随着技术的进步将会有更多无卤素的印制板基材进着技术的进步将会有更多无卤素的印制板基材进入市场。入市场。2.3 2.3 焊锡原理焊锡原理焊锡原理焊锡原理物理学：扩散、溶解、粘度、润湿、热传导物理学：扩散
24、、溶解、粘度、润湿、热传导化化 学：助焊剂作用、氧化、还原、电极电位学：助焊剂作用、氧化、还原、电极电位金属学：合金、合金层、老化现象金属学：合金、合金层、老化现象电电 学：电阻、热电动势学：电阻、热电动势材料力学：强度（拉力、剥离疲劳）、应力材料力学：强度（拉力、剥离疲劳）、应力集中集中锡焊锡焊技术技术可靠性可靠性可焊性可焊性焊接处腐焊接处腐蚀蚀焊接强度焊接强度 2.3.1.2.3.1.焊接可靠性：焊接可靠性：2.3.2.2.3.2.焊接三要素：焊接三要素：三要素三要素 母材、焊料、焊剂母材、焊料、焊剂 在焊剂的帮助下，适当的温度下，焊料在在焊剂的帮助下，适当的温度下，焊料在金属表面产生润湿
25、，作为焊料成分的锡金属向母金属表面产生润湿，作为焊料成分的锡金属向母材金属扩散，在界面上形成合金层（金属互化层）材金属扩散，在界面上形成合金层（金属互化层），即金属化合物，使两者结合在一起。上述锡焊，即金属化合物，使两者结合在一起。上述锡焊过程即是润湿过程即是润湿扩散扩散冶金结合过程。冶金结合过程。2.3.3.2.3.3.助焊剂的作用：助焊剂的作用：去除金属表面氧化物去除金属表面氧化物 降低焊料的表面张力，有助于焊料润湿、扩散降低焊料的表面张力，有助于焊料润湿、扩散 形成热桥，有助于焊料融化形成热桥，有助于焊料融化 防止焊料、焊盘的氧化防止焊料、焊盘的氧化 2.3.4.润湿：在焊接过程中，我们
26、把溶解的焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且附着牢固的合金的过程，称之为焊料在母材表面的润湿。2.3.5.润湿力：在焊接过程中，将由于清洁的熔融焊料与被焊金属之间接触而导致润湿的原子之间相互吸引的力称为润湿力。在自然界中有很多这方面的例子，举例来说，在清洁的玻璃板上滴一滴水，水滴可在玻璃板上完全铺开，这时可以说水对玻璃板完全润湿完全润湿；如果滴的是一滴油，则油；如果滴的是一滴油，则油 滴会形成一球块，发生有限铺开，此时可以说油滴在玻璃板上能润湿能润湿；若滴一滴水银，则水银将形成一个球体在玻璃板上滚动，这时说明水银对玻璃不润湿不润湿。焊料对母材的润湿与铺展也是一样的道理，当焊料不加助焊剂
27、在焊盘上熔化时，焊料呈球壮在焊盘上滚动，也就是焊料的内聚力大于焊料对焊盘的附着力，此时焊料不能润湿焊盘；当加助焊剂时，焊料将在焊盘上铺开，也就是说此时焊料的内聚力小于焊料对焊盘的附着力，所以焊料才得以在焊盘上润湿和铺展。2.3.6.2.3.6.表面张力与润湿力：表面张力与润湿力：在焊接过程中，焊料的表面张力是一个不利于在焊接过程中，焊料的表面张力是一个不利于焊接的重要因素，但是，因为表面张力是物理的焊接的重要因素，但是，因为表面张力是物理的特性，只能改变它，不能取消它，在焊接过程中，特性，只能改变它，不能取消它，在焊接过程中，降低焊料表面张力可以提高焊料的润湿力。降低焊料表面张力可以提高焊料的
28、润湿力。2.3.7.2.3.7.减小表面张力的方法：减小表面张力的方法：表面张力一般会随着温度的升高而降低；表面张力一般会随着温度的升高而降低；改善焊料合金成分（如锡铅焊料：表面张力随铅改善焊料合金成分（如锡铅焊料：表面张力随铅的含量增加而降低）；的含量增加而降低）；增加活性剂，可以去除焊料的表面氧化层，并有增加活性剂，可以去除焊料的表面氧化层，并有效地减小焊料的表面张力；效地减小焊料的表面张力；采用惰性保护气体，介质不同，焊料表面张力不采用惰性保护气体，介质不同，焊料表面张力不同。同。使用助焊剂前后的效果比较：使用助焊剂前后的效果比较：2.3.8.2.3.8.熔化的焊料要润湿固体金属表面所需
29、具备熔化的焊料要润湿固体金属表面所需具备的两个条件：的两个条件：液态焊料与母材之间应能互相溶解，即两种原子之间有良好的亲和力。（能结合的金能结合的金属种类很多，其中表面氧化的容易度、氧化物的属种类很多，其中表面氧化的容易度、氧化物的性质与焊锡的亲和力等均有差异，焊锡的程度也性质与焊锡的亲和力等均有差异，焊锡的程度也就非常不同。常见的金属的焊锡容易度顺序是：就非常不同。常见的金属的焊锡容易度顺序是：银、铜、黄铜、青铜、钢铁、不锈钢、铝银、铜、黄铜、青铜、钢铁、不锈钢、铝 ）焊料和母材表面必须焊料和母材表面必须“清洁清洁”。2.3.9.2.3.9.润湿角：润湿角：是指焊料与母材间的界面和焊料熔化后
30、焊料表面是指焊料与母材间的界面和焊料熔化后焊料表面切线之间的夹角，又称接触角。润湿角不能大于切线之间的夹角，又称接触角。润湿角不能大于9090度，否则被视为缺陷。度，否则被视为缺陷。2.3.10.2.3.10.使用电烙铁应注意的若干问题：使用电烙铁应注意的若干问题：1 1、应仔细阅读电烙铁的使用说明书。、应仔细阅读电烙铁的使用说明书。2 2、电烙铁使用之前，必须检查电源线或接地是否良好。、电烙铁使用之前，必须检查电源线或接地是否良好。3 3、通电之前，应检查供电电压与所用的电烙铁额定电压、通电之前，应检查供电电压与所用的电烙铁额定电压是否一致。是否一致。4 4、电烙铁一般使用温度不宜超过、电烙
31、铁一般使用温度不宜超过380 380（若需要更高者，（若需要更高者，也不宜超过也不宜超过400 400 并时间不可太长）。且不使用之时，应并时间不可太长）。且不使用之时，应及时关闭电源。及时关闭电源。5 5、正在使用的烙铁头其头部应经常保持清洁和上锡，待、正在使用的烙铁头其头部应经常保持清洁和上锡，待焊或焊接中的烙铁头，头部（长度约焊或焊接中的烙铁头，头部（长度约510mm510mm处）必须均处）必须均匀沾涂上一层薄锡，切忌对表面有电镀层的烙铁头用粗砂匀沾涂上一层薄锡，切忌对表面有电镀层的烙铁头用粗砂纸或锉刀进行整修。纸或锉刀进行整修。6 6、要定期或适时地清除烙铁头、其内孔或外径上的氧化、要
32、定期或适时地清除烙铁头、其内孔或外径上的氧化物与污焦层。物与污焦层。7 7、应选用中等活性（、应选用中等活性（RMRRMR）或免清洗（）或免清洗（NCNC）的助焊剂为）的助焊剂为宜，切忌用卤素含量高或强酸性的助焊剂。宜，切忌用卤素含量高或强酸性的助焊剂。8 8、对已通电加热的电烙铁应将其置于烙铁台架内，切忌、对已通电加热的电烙铁应将其置于烙铁台架内，切忌随意乱搁放。随意乱搁放。9 9、清除烙铁头上的焊料时，应在潮湿的海绵上轻轻擦拭，、清除烙铁头上的焊料时，应在潮湿的海绵上轻轻擦拭，切记不可用力敲击、摔打手柄等动作。切记不可用力敲击、摔打手柄等动作。1010、焊台上使用清洁海绵中的水分不宜过多，
33、否则影响烙、焊台上使用清洁海绵中的水分不宜过多，否则影响烙铁头温度和降低使用寿命。铁头温度和降低使用寿命。1111、在无铅制程中，由于烙铁的温度较高，容易造成烙铁、在无铅制程中，由于烙铁的温度较高，容易造成烙铁头的快速氧化等，应经常对烙铁头上锡，或通过头的快速氧化等，应经常对烙铁头上锡，或通过TIP TIP TINNERTINNER进行上锡。进行上锡。2.3.11.2.3.11.工作前应准备和必须具备的条件：工作前应准备和必须具备的条件：1 1、合适的审批程序：在执行、合适的审批程序：在执行PCBAPCBA的维修和返工的维修和返工作业之前，应先获得批准。作业之前，应先获得批准。2 2、质量和可
34、靠性：任何、质量和可靠性：任何PCBAPCBA的维修和返工都应的维修和返工都应追求获得与原始产品相当的质量和可靠性，并保追求获得与原始产品相当的质量和可靠性，并保持原状。持原状。3 3、耐心：要想获得良好的结果，必须牢记，这块、耐心：要想获得良好的结果，必须牢记，这块板子已经花费了大部分成本，耐心谨慎地修好它板子已经花费了大部分成本，耐心谨慎地修好它可挽回即将损失的成本。可挽回即将损失的成本。4 4、加热：不正确的加热方法，可能造成、加热：不正确的加热方法，可能造成PCBPCB、导、导线以及焊点的严重损伤。线以及焊点的严重损伤。5 5、表面涂层的清除。、表面涂层的清除。6 6、完善的工作台。、
35、完善的工作台。7 7、高质量的显微镜。、高质量的显微镜。8 8、合适的照明：工作台面光照度最小应达到、合适的照明：工作台面光照度最小应达到10001000流明（流明（Lm/m2)Lm/m2)。9 9、焊接工具：需要各种各样的包括特殊应用的焊、焊接工具：需要各种各样的包括特殊应用的焊接工具，以适应不同的任务，这些工具必须温控、接工具，以适应不同的任务，这些工具必须温控、ESD/EOSESD/EOS保护、人性化设计、多种不同可更换的保护、人性化设计、多种不同可更换的烙铁头以适合具体操作要求。烙铁头以适合具体操作要求。1010、预热：针对不同的、预热：针对不同的PCBAPCBA，采用适当的预热工，采
36、用适当的预热工艺进行适当的预热。艺进行适当的预热。1111、烟雾排放、烟雾排放。1212、清洁工艺的选用。、清洁工艺的选用。1313、工具和材料。、工具和材料。2.3.12.2.3.12.手工焊接中温度与时间关系及注意点：手工焊接中温度与时间关系及注意点：1 1、钎焊焊料能够充分流动与湿润的温度（即较理、钎焊焊料能够充分流动与湿润的温度（即较理想的焊接温度）应大约高于无铅焊料熔点温度想的焊接温度）应大约高于无铅焊料熔点温度（15.571.915.571.9）。2 2、锡铅焊料较理想的焊接温度应大约高于锡铅焊、锡铅焊料较理想的焊接温度应大约高于锡铅焊料熔点温度料熔点温度（20602060）。3
37、3、手工锡焊要获得优质焊点，其焊接处的温度不、手工锡焊要获得优质焊点，其焊接处的温度不应高于锡料熔点应高于锡料熔点38 38，焊接时间应小于，焊接时间应小于5 5秒。秒。4 4、烙铁头与焊接设备实际所使用的焊接温度，绝、烙铁头与焊接设备实际所使用的焊接温度，绝不等同于能形成焊点所需的理想的焊接温度。不等同于能形成焊点所需的理想的焊接温度。5 5、在确保焊点质量的前提下，能低勿高。、在确保焊点质量的前提下，能低勿高。6 6、应将焊接时所可能发生的各类热损耗所引起的、应将焊接时所可能发生的各类热损耗所引起的温度下降值的热补偿都充分地估算在内。温度下降值的热补偿都充分地估算在内。2.3.13.2.3
38、.13.焊接时间对应表：焊接时间对应表：序号序号焊接时间焊接时间一般适用范围一般适用范围1 11212秒秒小焊点、热敏元器件、片式元器小焊点、热敏元器件、片式元器件（如电阻、电容）等。件（如电阻、电容）等。2 22323秒秒中焊点、纸基或玻璃纤维基的中焊点、纸基或玻璃纤维基的PCBPCB板、通孔插装元器件、多引板、通孔插装元器件、多引脚贴装器件、搪锡以及导线等。脚贴装器件、搪锡以及导线等。3 33535秒秒大焊点、玻璃纤维基的大焊点、玻璃纤维基的PCBPCB板、板、焊接面积大散热快者以及屏蔽线焊接面积大散热快者以及屏蔽线或较粗的导线等。或较粗的导线等。注：若为无铅焊料，则焊接时间可适当延长一些
39、。注：若为无铅焊料，则焊接时间可适当延长一些。2.3.14.2.3.14.焊接中常见的不良习惯或行为：焊接中常见的不良习惯或行为：1 1、焊接中不自觉的对烙铁施加压力。、焊接中不自觉的对烙铁施加压力。2 2、助焊剂施加不当。、助焊剂施加不当。3 3、没有形成热桥。、没有形成热桥。4 4、电烙铁头的选择不正确。、电烙铁头的选择不正确。5 5、不必要的修饰和返工。、不必要的修饰和返工。6 6、温度过高。、温度过高。7 7、转移焊接。、转移焊接。8 8、甩锡动作。、甩锡动作。2.3.15.2.3.15.提高手工无铅焊接质量的途径：提高手工无铅焊接质量的途径：1 1、选用功率更大些，热导更高些，复热更
40、快些的电烙铁、选用功率更大些，热导更高些，复热更快些的电烙铁（相对有铅焊接所用的电烙铁而言）。（相对有铅焊接所用的电烙铁而言）。2 2、选用热容量大而散热慢的烙铁头（如形体粗些，短些、选用热容量大而散热慢的烙铁头（如形体粗些，短些的烙铁头）或更耐腐蚀的烙铁头。的烙铁头）或更耐腐蚀的烙铁头。3 3、选用直径细些或助焊剂芯大些（或多芯）的无铅焊锡、选用直径细些或助焊剂芯大些（或多芯）的无铅焊锡丝。丝。4 4、适当地增加焊接时间。、适当地增加焊接时间。5 5、焊接中应更勤快地清除烙铁头表面的氧化层与污焦面。、焊接中应更勤快地清除烙铁头表面的氧化层与污焦面。6 6、多、多PCBPCB板或无铅焊锡丝进行
41、适当的预热。板或无铅焊锡丝进行适当的预热。7 7、在氮气保护下进行焊接。、在氮气保护下进行焊接。8 8、对员工进行有关无铅焊锡知识与技能培训。、对员工进行有关无铅焊锡知识与技能培训。2.4 2.4 电烙铁的使用：电烙铁的使用：电烙铁的使用：电烙铁的使用：2.4.1.2.4.1.操作者姿态：操作者姿态：操作者的面部与烙铁之间相对位置应保持在操作者的面部与烙铁之间相对位置应保持在3050cm3050cm。2.4.2.2.4.2.电烙铁手柄的把持方法：电烙铁手柄的把持方法：2.4.32.4.3.焊锡丝的把持方法：焊锡丝的把持方法：焊锡丝的把持方法：焊锡丝的把持方法：2.4.4.2.4.4.手工焊接的
42、基本步骤（焊锡手工焊接的基本步骤（焊锡5 5步法）：步法）：1 1、准备：一边确认焊锡位置，同时准备好烙铁和、准备：一边确认焊锡位置，同时准备好烙铁和焊锡。焊锡。2 2、加热焊盘：用烙铁先加热焊盘，给焊盘预热，、加热焊盘：用烙铁先加热焊盘，给焊盘预热，使焊锡易与焊盘亲融。使焊锡易与焊盘亲融。3 3、熔化焊锡、加锡：让焊锡接触母材，是适量焊、熔化焊锡、加锡：让焊锡接触母材，是适量焊锡熔化，此时应注意不要让焊锡只熔化在烙铁头锡熔化，此时应注意不要让焊锡只熔化在烙铁头上。上。4 4、先移开锡丝，当焊锡在母材上的预定范围内扩、先移开锡丝，当焊锡在母材上的预定范围内扩散开之后拿开烙铁，此时应注意烙铁离开
43、的速度散开之后拿开烙铁，此时应注意烙铁离开的速度和方向。和方向。5 5、冷却：烙铁离开焊点后锡迅速冷却，待其冷却、冷却：烙铁离开焊点后锡迅速冷却，待其冷却后才能进行其他操作，避免出现受扰焊点。后才能进行其他操作，避免出现受扰焊点。2.4.5.2.4.5.采用两点加锡法：采用两点加锡法：1 1、在烙铁头和被焊接件间加锡，形成热桥。、在烙铁头和被焊接件间加锡，形成热桥。2 2、移动焊锡丝到烙铁头的对面，继续加注焊料，、移动焊锡丝到烙铁头的对面，继续加注焊料，达到满意的焊点后成达到满意的焊点后成4545度离开。度离开。3.3.电烙铁、烙铁咀、锡线、清洗剂的选择电烙铁、烙铁咀、锡线、清洗剂的选择电烙铁
44、、烙铁咀、锡线、清洗剂的选择电烙铁、烙铁咀、锡线、清洗剂的选择 3.13.1电烙铁的选择电烙铁的选择 3.1.1.3.1.1.电烙铁的种类：电烙铁的种类：加热方式分：电加热和火加热两种。操持方式分：手持式和自动机械手。加热结构分：直接加热式和间接加热式。直接加热式电烙铁：感应式或电阻式。间接加热式电烙铁：外加热烙铁：采用电阻丝加热；内加热烙铁：陶瓷加热芯。加热方式分：连续式加热和脉冲式加热；电源电压分：36V、110V、220V等；输出功率分：大（200500W）、中（70150W）、小（2070W）；是否控温分：温控和非温控电烙铁；是否控温分：温控和非温控电烙铁；是否防静电：防静电和非防静电
45、电烙铁；是否防静电：防静电和非防静电电烙铁；使用工艺分：无铅和普通电烙铁。使用工艺分：无铅和普通电烙铁。温控烙铁和非温控烙铁温度曲线比较温控烙铁和非温控烙铁温度曲线比较温控烙铁回温曲线比较 3.1.2.3.1.2.电烙铁的结构：电烙铁的结构：电烙铁的结构：电烙铁的结构：烙铁头、加热组件、手柄、手柄连线、控制烙铁头、加热组件、手柄、手柄连线、控制及调整系统及输入电源线等。及调整系统及输入电源线等。加热组件加热组件电热转换，为烙铁头提供热能。电热转换，为烙铁头提供热能。手柄手柄为操作者提供舒适而安全的使用手柄。为操作者提供舒适而安全的使用手柄。控调系统控调系统以控制烙铁头达到所设定之焊接温以控制烙
46、铁头达到所设定之焊接温度，并保持其稳定。度，并保持其稳定。烙铁头烙铁头接受与储存热能并将焊接所需要的热接受与储存热能并将焊接所需要的热能或温度迅速而有效地传递到所需的焊接处。能或温度迅速而有效地传递到所需的焊接处。3.1.3.3.1.3.电烙铁的特性与参数：电烙铁的特性与参数：1 1、输入电功率（耗电量）、输入电功率（耗电量）2 2、电热转换率、电热转换率3 3、热容量、热容量4 4、最高焊接温度、最高焊接温度5 5、复热速率、复热速率6 6、烙铁头漏电电压、烙铁头漏电电压7 7、电绝缘阻抗、电绝缘阻抗8 8、使用寿命、使用寿命9 9、操作与维修性、操作与维修性1010、价格、价格 3.1.4
47、.3.1.4.电烙铁选择的基本原则：电烙铁选择的基本原则：1 1、应与科研开发、应与科研开发/产品设计、生产、返工产品设计、生产、返工/返修的返修的工作性质相适应。工作性质相适应。2 2、应与被焊接点所需的热容量或焊接温度相匹配。、应与被焊接点所需的热容量或焊接温度相匹配。3 3、电烙铁应热效高、升温快、复热性好、焊接温、电烙铁应热效高、升温快、复热性好、焊接温度准确而稳定并漏电电压小。度准确而稳定并漏电电压小。4 4、电烙铁头（形体）应与被焊接处所需的热容量、电烙铁头（形体）应与被焊接处所需的热容量或焊接温度、焊点面积与密度、焊点所处的空间或焊接温度、焊点面积与密度、焊点所处的空间位置相适应
48、。位置相适应。5 5、电烙铁的电气与机械性能应安全、可靠、操作、电烙铁的电气与机械性能应安全、可靠、操作舒适而方便，维护简便、经济性好（指使用寿命舒适而方便，维护简便、经济性好（指使用寿命与价格）与价格）3.23.2烙铁头的选择烙铁头的选择 3.2.1.3.2.1.烙铁头的图例烙铁头的图例：3.2.2.3.2.2.烙铁头的使用范围：烙铁头的使用范围：3.2.3.3.2.3.烙铁头选择的基本原则：烙铁头选择的基本原则：1 1、烙铁头的形体粗细或质量（即重量）轻重应与、烙铁头的形体粗细或质量（即重量）轻重应与被焊接处所需的热容量或焊接温度相匹配。被焊接处所需的热容量或焊接温度相匹配。2 2、烙铁头
49、形体的几何形状（特别是其头部）应与、烙铁头形体的几何形状（特别是其头部）应与被焊接的空间位置相适应，一般是接近于一倍焊被焊接的空间位置相适应，一般是接近于一倍焊盘直径。盘直径。3 3、烙铁头形体的几何形状应使其与被焊接处的接、烙铁头形体的几何形状应使其与被焊接处的接触面积为最大。触面积为最大。4 4、烙铁头柄部与所用烙铁身相匹配（即柄部的内、烙铁头柄部与所用烙铁身相匹配（即柄部的内径或外径与烙铁身的配合应适宜而无松动）。径或外径与烙铁身的配合应适宜而无松动）。5 5、烙铁头其使用寿命应较长（如耐高温、耐腐蚀、烙铁头其使用寿命应较长（如耐高温、耐腐蚀、不易磨损等）且价格适当。不易磨损等）且价格适
50、当。3.3 3.3 焊锡丝的选择焊锡丝的选择 3.3.1.3.3.1.焊锡丝的规格：焊锡丝的规格：锡线在合金成分上主要分为有铅锡线和无铅锡线。锡线在合金成分上主要分为有铅锡线和无铅锡线。有铅锡线的主要成分是锡和铅，锡有铅锡线的主要成分是锡和铅，锡 铅依据其组成比例不铅依据其组成比例不同，而有很多种，在有铅焊料中，铅是焊料中主要的合金同，而有很多种，在有铅焊料中，铅是焊料中主要的合金成分。成分。传统的有铅焊锡丝：传统的有铅焊锡丝：Sn63/Pb37Sn63/Pb37，熔点：，熔点：183183 无铅焊料合金一般为：无铅焊料合金一般为：SnSn 与含与含AgAg、CuCu、ZnZn、BiBi、In