焊接工藝指導(dǎo)書【標(biāo)準(zhǔn)】
1、目的
規(guī)范使用正確的手工焊接方法,以確保產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。
2、范圍
適用于公司所有半成品、產(chǎn)成品的生產(chǎn)、維修和返修等手工焊接過(guò)程。
3、職責(zé)
3.1 工藝部:負(fù)責(zé)本文件的制定與維護(hù),并對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)。
3.2 人力資源部:負(fù)責(zé)焊接人員的招聘、培訓(xùn)、考核通過(guò)后發(fā)放上崗證。
3.3 生產(chǎn)部:負(fù)責(zé)焊接過(guò)程的具體實(shí)施,包括焊接設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和過(guò)程的確認(rèn)。
4名詞解釋
4.1焊接:焊接就是把比被焊金屬熔點(diǎn)低的焊料和被焊金屬一同加熱,在被焊金屬不熔化的條件下使熔化的焊料潤(rùn)濕連接處被焊金屬的表面,在它們的接觸界面上形成合金層達(dá)到被焊金屬間的牢固連接。在焊接工藝中普遍采用的是錫焊,焊料是一種錫鉛合金。
5、工作程序
5.1 焊接工具的選用
焊接工具的選用手工焊接的基本工具是電烙鐵,它的作用是加熱焊接部位,熔化焊料,便焊料和被焊金屬連接起來(lái)。
5.1.1電烙鐵的基本結(jié)構(gòu):
電烙鐵種類很多,結(jié)構(gòu)各有不同,但其基本結(jié)構(gòu)都是由發(fā)熱部分、儲(chǔ)熱部分和手柄部分組成的。
發(fā)熱部分:也叫加熱部分或加熱器。電烙鐵發(fā)熱部分的作用是將電能轉(zhuǎn)換成熱能。其結(jié)構(gòu)原理是在云母或陶瓷絕緣體上纏繞高電阻系數(shù)的金屬材料,如鎳鉻合金絲當(dāng)電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng),把電能轉(zhuǎn)換成熱能,并能熱能傳遞給儲(chǔ)熱部分。
儲(chǔ)熱部分:電烙鐵的儲(chǔ)熱部分是烙鐵頭,它在得到發(fā)熱部分傳來(lái)的熱量后,溫度逐漸上升,并把熱量積蓄起來(lái)。通常采用密度較大和比熱較大的銅或銅合金作烙鐵頭。
手柄部分:電烙鐵手柄一般用木材、膠木或耐高溫塑料加工而成。手柄的形狀要根據(jù)電烙鐵功率和操作方式而定,應(yīng)符合牢固、溫升小、手握舒適等要求。
5.1.2電烙鐵的分類
通用的電烙鐵按加熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式兩大類。
外旁熱式電烙鐵:是一種應(yīng)用較廣的普通型電烙鐵其外形如圖3所示。其加熱器是用電阻絲纏繞在云母材料上制成。
因其是把烙鐵頭插入加熱器,所以稱為外旁熱式電烙鐵外熱式電烙鐵絕緣電阻低漏電大。又由于是外側(cè)加熱,故熱效率低,升溫慢,體積較大。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格便宜。所以仍是目前使用較多的電烙鐵。其規(guī)格有20、25、30、50、75、100、150W等。主要用于導(dǎo)線、接地線和較大器件的焊接。
內(nèi)熱式電烙鐵:內(nèi)熱式電烙鐵常用的規(guī)格有20、30、50W等。其加熱器用電阻絲纏繞在密閉的陶瓷管上制成,因其是把加熱器插在烙鐵頭里面直接對(duì)烙鐵頭加熱,所以稱為內(nèi)熱式電烙鐵內(nèi)熱式電烙鐵絕緣電阻高、漏電小。它對(duì)烙鐵頭直接加熱,熱效率高,升溫快。彩密閉式加熱器,能防止加熱器老化,延長(zhǎng)使用壽命。但加熱器制造復(fù)雜,燒斷后無(wú)法修復(fù)。內(nèi)熱式電烙鐵主要用于印制電路板上元器件的焊接。
5.1.3電烙鐵的選用
根據(jù)手工焊接的技術(shù)要求,在選用電烙鐵時(shí),應(yīng)注意下列要求
必須滿足焊接時(shí)所需熱量。升溫快,熱效率高,在連續(xù)操作時(shí)能保持一定的溫度。
烙鐵頭的形狀要適合焊接空間的要求。
電氣、機(jī)械性能安全可靠。質(zhì)量小操作舒適工作壽命長(zhǎng)維修方便。
5.1.4焊接輔料的選用
焊接輔料主要包括焊錫絲、助焊劑和清洗劑
5.2 手工焊接的工藝流程和方法
5.2.1、手工焊接的基本步驟
1)手工焊接的工藝流程有準(zhǔn)備、加熱、加焊料、冷卻和清洗等基本步驟。
準(zhǔn)備:焊接前的準(zhǔn)備包括焊接部位的清潔處理,導(dǎo)線與接線端子鉤連,元器件插裝以及焊料、焊劑和工具的準(zhǔn)備,使連接點(diǎn)處于隨時(shí)可以焊接的狀態(tài)。
2).加熱
烙鐵頭加熱焊接部位使連接點(diǎn)的溫度升至焊接需要的溫度。加熱時(shí),烙鐵頭和連接點(diǎn)要有一定的接觸面和接觸壓力。
3).加焊料
加熱到一定溫度后即可在烙鐵頭與連接點(diǎn)的結(jié)合或烙鐵頭對(duì)稱的一側(cè)加上適量的焊料。焊料熔化后用烙鐵頭將焊料拖動(dòng)一段距離,以保證焊料覆蓋連接點(diǎn)。
4). 冷卻
焊料和烙鐵頭離開連接點(diǎn)焊點(diǎn)后焊點(diǎn)應(yīng)自然冷卻嚴(yán)禁用嘴吹或其他強(qiáng)制冷卻的方法。
在焊料凝固過(guò)程中,連接點(diǎn)不應(yīng)受到任何外力的影響而改變位置。
5). 清洗
必須徹底清洗殘留在焊點(diǎn)周圍的焊劑、油污、灰塵。按清洗對(duì)象的不同,可采用手工擦洗、氣相清洗和超聲波清洗等。
5.2.2手工焊接方法
1)焊接的操作姿勢(shì)
焊接保持的距離:在焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害,所以在使用電烙鐵時(shí),鼻子與電烙鐵的距離應(yīng)該有30cm以上,在40cm是比較合適的距離。
電烙鐵握法:電烙鐵有反握、正握和握筆三種握法,反握動(dòng)作穩(wěn)定,長(zhǎng)時(shí)間操作不易疲勞,適合大功率電烙鐵的握持,正握適合中等功率電烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作,握筆法一般在焊接元器件和維修電路板時(shí)采用。如圖所示
錫絲的拿法:錫絲一般有兩種拿法,對(duì)于一些有鉛錫絲,在焊接時(shí)要帶手套或者操作后洗手,避免入食。電烙鐵一般要配置烙鐵架,并放置于工作臺(tái)右前方,電烙鐵用過(guò)后要放置在烙鐵架上,并注意導(dǎo)線等物不要碰烙鐵頭,以免被烙鐵頭燙壞絕緣后發(fā)生短路。如圖所示
2)焊接五步法
準(zhǔn)備焊接:
(1)給烙鐵頭加錫,清潔烙鐵頭,有利于熱傳導(dǎo)
(2)不能用刀或其他東西刮烙鐵頭的氧化層
加熱焊件:
(1)將烙鐵頭放在被焊金屬的連接點(diǎn)(熱容量最大的地方)
(2)開始熱流動(dòng),加熱到被焊金屬表面
熔錫潤(rùn)濕:
(1)將錫絲放到烙鐵頭與被焊金屬的連接點(diǎn)之間,形成熱橋。
(2)助焊劑朝冷方向流動(dòng)、浸潤(rùn) 焊盤——從烙鐵頭流向整個(gè)焊盤,去除氧化層,促進(jìn)熱傳導(dǎo)。
(3)移動(dòng)焊錫絲到熱源對(duì)面,熔化的錫朝熱方向流動(dòng)、浸潤(rùn)焊盤和引腳,在界面發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象、擴(kuò)散、溶解和冶金結(jié)合。
(4)將助焊劑殘留物推向焊點(diǎn)表面和邊緣。
撤離錫絲:
先撤離錫絲,后撤離烙鐵,否則錫絲會(huì)凝固在焊點(diǎn)上。
停止加熱:
(1)冷卻、凝固,形成焊點(diǎn)
(2)注意,在錫絲尚未完全凝固時(shí),不要晃動(dòng)元件和pcb,以免造成虛焊。
5.3 焊接過(guò)程的確認(rèn)
生產(chǎn)部經(jīng)理組織對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行審核、確認(rèn),以確認(rèn)焊接過(guò)程的適宜性及對(duì)焊接工程師能力的再確認(rèn),并在《焊接過(guò)程確認(rèn)表》中詳細(xì)填寫審核、確認(rèn)記錄。焊接過(guò)程的確認(rèn)按如下準(zhǔn)則進(jìn)行確認(rèn)。
5.3.1工具設(shè)備
所使用的烙鐵符合ESD防護(hù)的要求表貼LED焊接溫度控制在300℃±20℃,表貼常用元件焊接溫度控制在320℃±20℃,過(guò)孔管腳小于一毫米溫度控制在340℃±20℃,3秒內(nèi)完成,過(guò)孔管腳大于一毫米的溫度控制在380℃±20℃,3秒內(nèi)完成,每天要測(cè)量烙鐵的溫度并做好記錄。 如在工藝文件中有特殊焊接溫度要求,以工藝文件為準(zhǔn)。
5.3.2環(huán)境要求
在焊接時(shí),助焊劑加熱揮發(fā)對(duì)人體有害,因此必須在加排氣扇的環(huán)境中進(jìn)行,同時(shí)人面部至少應(yīng)離烙鐵40cm左右。
焊接環(huán)境保證清潔整齊與本次焊接任務(wù)無(wú)關(guān)的物料必須隔離。
靜電敏感區(qū)內(nèi)不得放置產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)的設(shè)備,如大功率風(fēng)扇等。在工藝條件許可時(shí),可以安裝空調(diào)設(shè)備、噴霧器以提高空氣的相對(duì)濕度消除靜電,為對(duì)靜電達(dá)到最佳的控制,必須使?jié)穸缺3衷?0%以上。焊接環(huán)境應(yīng)防靜電,使用防靜電工作臺(tái)防止在操作時(shí)尖峰脈沖和靜電釋放對(duì)于敏感元件的損害。
5.3.3人員要求
焊接人員應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并考核合格。 穿防靜電工作服、佩帶防靜電手套和腕帶要求接觸皮膚,夾子接保護(hù)地。應(yīng)將長(zhǎng)發(fā)扎起來(lái)避免頭發(fā)與元器件接觸。
5.3.4過(guò)程管理
焊接過(guò)程要嚴(yán)格按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作。 拿元件前雙手觸摸工作臺(tái)面釋放靜電。 將元器件引腳向下放在消散靜電的臺(tái)面上。 抓住集成塊的身體而不是引腳不要在任何表面上拖動(dòng)或滑動(dòng)。靜電釋放會(huì)引起的元器件擊穿所有半導(dǎo)體元器件都被認(rèn)為是靜電敏感元件,集程度高的元器件電路也為靜電敏感元件。將靜電敏感元件放在抗靜電容器內(nèi)或包裝盒內(nèi)。
PCB板用防靜電托盤、防靜電箱進(jìn)行周轉(zhuǎn)。要經(jīng)常清洗海綿,保持海綿清潔。
5.3.5焊接外觀要求
無(wú)錯(cuò)孔、錯(cuò)件、漏件現(xiàn)象。 無(wú)漏焊、虛焊、連焊、毛刺現(xiàn)象,焊點(diǎn)清潔、明亮。插裝元器件必須插裝到位,無(wú)浮起現(xiàn)象,貼裝元器件應(yīng)緊貼在焊盤上。 元器件表面清潔、完整無(wú)損壞,同一種元器件必須插裝方向一致。 器件引腳均不得從根部彎曲,度應(yīng)保持在1.5~2mm,而且同一批次的高度基本一致。 多個(gè)同類元器件并排焊接時(shí),必須平齊一致。 有極性元器件和多引腳元器件方向正確。 PCB有無(wú)破損、板面清潔。
焊接質(zhì)量會(huì)受到焊接方法、焊接工藝、材料、設(shè)備、環(huán)境的影響,所以為了確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性,往往需要制定焊接指導(dǎo)書,對(duì)焊接的過(guò)程進(jìn)行規(guī)范。