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什么是手工焊接

焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程。
線路板手工焊接更是要求杰出的操作員技術(shù)和良好工具的工藝步驟；一個(gè)經(jīng)驗(yàn)不足的操作員可能會(huì)產(chǎn)生可靠性的惡夢(mèng)。當(dāng)配備足夠的工具和培訓(xùn)時(shí)，操作員應(yīng)該能夠創(chuàng)作可靠的焊接點(diǎn)。表面貼裝手工焊接有時(shí)比通孔焊接更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)槭且蟾〉囊_間距和更高的引腳數(shù)。

PCB手工焊接步驟

焊接前檢查

• 每天工作前3-5分鐘把電烙鐵插頭插入規(guī)定的插座上，檢查烙鐵是否發(fā)熱，如發(fā)覺不熱，先檢查插座是否插好，如插好，若還不發(fā)熱，應(yīng)立即向管理員匯報(bào)，不能自隨意拆開烙鐵，更不能用手直接接觸烙鐵頭
• 已經(jīng)氧化凹凸不平的或帶鉤的烙鐵頭應(yīng)更新的：1、可以保證良好的熱傳導(dǎo)效果；2、保證被焊接物的品質(zhì)。如果換上新的烙鐵嘴，受熱后應(yīng)將保養(yǎng)漆擦掉，立即加上錫保養(yǎng)。烙鐵的清洗要在焊錫作業(yè)前實(shí)施，如果5分鐘以上不使用烙鐵，需關(guān)閉電源。海綿要清洗干凈不干凈的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。
• 檢查吸錫海綿是否有水和清潔，若沒水，請(qǐng)加入適量的水（適量是指把海綿按到常態(tài)的一半厚時(shí)有水滲出，具體操作為：濕度要求海綿全部濕潤(rùn)后，握在手掌心，五指自然合攏即可），海綿要清洗干凈，不干凈的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。
• 人體與烙鐵是否可靠接地，人體是否佩帶靜電環(huán)。

焊接步驟

烙鐵焊接的具體操作步驟可分為五步，稱為五步工程法，要獲得良好的焊接質(zhì)量必須嚴(yán)格操作。

1. 準(zhǔn)備施焊 ：準(zhǔn)備好焊錫絲和烙鐵。此時(shí)特別強(qiáng)調(diào)的施烙鐵頭部要保持干凈，即可以沾上焊錫（俗稱吃錫）。
2. 加熱焊件 ：將烙鐵接觸焊接點(diǎn)，注意首先要保持烙鐵加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱，其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱。
3. 熔化焊料 ：當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點(diǎn)，焊料開始熔化并潤(rùn)濕焊點(diǎn)。
4. 移開焊錫 ：當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。
5. 移開烙鐵 ：當(dāng)焊錫完全潤(rùn)濕焊點(diǎn)后移開烙鐵，注意移開烙鐵的方向應(yīng)該是大致45°的方向。

按上述步驟進(jìn)行焊接是獲得良好焊點(diǎn)的關(guān)鍵之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，最容易出現(xiàn)的一種違反操作步驟的做法就是烙鐵頭不是先與被焊件接觸，而是先與焊錫絲接觸，熔化的焊錫滴落在尚末預(yù)熱的被焊部位，這樣很容易產(chǎn)生焊點(diǎn)虛焊，所以烙鐵頭必須與被焊件接觸，對(duì)被焊件進(jìn)行預(yù)熱是防止產(chǎn)生虛焊的重要手段。

焊接要領(lǐng)

烙鐵頭與兩被焊件的接觸方式

接觸位置：烙鐵頭應(yīng)同時(shí)接觸要相互連接的2個(gè)被焊件（如焊腳與焊盤），烙鐵一般傾斜45度，應(yīng)避免只與其中一個(gè)被焊件接觸。當(dāng)兩個(gè)被焊件熱容量懸殊時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整烙鐵傾斜角度，烙鐵與焊接面的傾斜角越小，使熱容量較大的被焊件與烙鐵的接觸面積增大，熱傳導(dǎo)能力加強(qiáng)。如LCD拉焊時(shí)傾斜角在30度左右，焊麥克風(fēng)、馬達(dá)、喇叭等傾斜角可在40度左右。兩個(gè)被焊件能在相同的時(shí)間里達(dá)到相同的溫度，被視為加熱理想狀態(tài)。
接觸壓力：烙鐵頭與被焊件接觸時(shí)應(yīng)略施壓力，熱傳導(dǎo)強(qiáng)弱與施加壓力大小成正比，但以對(duì)被焊件表面不造成損傷為原則。

焊絲的供給方法

焊絲的供給應(yīng)掌握3個(gè)要領(lǐng)，既供給時(shí)間，位置和數(shù)量。

• 供給時(shí)間：原則上是被焊件升溫達(dá)到焊料的熔化溫度是立即送上焊錫絲。
• 供給位置：應(yīng)是在烙鐵與被焊件之間并盡量靠近焊盤。
• 供給數(shù)量：應(yīng)看被焊件與焊盤的大小，焊錫蓋住焊盤后焊錫高于焊盤直徑的1/3既可。

焊接時(shí)間及溫度設(shè)置

1. 溫度由實(shí)際使用決定，以焊接一個(gè)錫點(diǎn)4秒最為合適，最大不超過8秒，平時(shí)觀察烙鐵頭，當(dāng)其發(fā)紫時(shí)候，溫度設(shè)置過高。
2. 一般直插電子料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為（350~370度）；表面貼裝物料（SMC）物料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為（330~350度）
3. 特殊物料，需要特別設(shè)置烙鐵溫度。FPC，LCD連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290度到310度之間。
4. 焊接大的元件腳，溫度不要超過380度，但可以增大烙鐵功率。

（4）焊接注意事項(xiàng)

1. 焊接前應(yīng)觀察各個(gè)焊點(diǎn)(銅皮)是否光潔、氧化等。
2. 在焊接物品時(shí),要看準(zhǔn)焊接點(diǎn)，以免線路焊接不良引起的短路

焊接后檢查

1. 用完烙鐵后應(yīng)將烙鐵頭的余錫在海綿上擦凈。
2. 每天下班后必須將烙鐵座上的錫珠、錫渣、灰塵等物清除干凈，然后把烙鐵放在烙鐵架上。
3. 將清理好的電烙鐵放在工作臺(tái)右上角。

改進(jìn)PCB手工焊接的工藝控制

由于大多數(shù)電子組裝廠已經(jīng)通過及實(shí)施大批量無鉛波峰焊與再流焊工藝，所以現(xiàn)在關(guān)注的焦點(diǎn)開始適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移到手工焊接。為保證無鉛制造環(huán)境下的焊接質(zhì)量，必須把注意力放到手工焊接操作實(shí)踐與設(shè)備上。操作人員的技能及電烙鐵工具的功能是手工焊接質(zhì)量的決定因素。烙鐵頭的溫度必須保持穩(wěn)定，所有焊點(diǎn)操作應(yīng)在同樣時(shí)間內(nèi)完成，這樣才能保證焊點(diǎn)重復(fù)性的要求。但是烙鐵頭通常不能很快地恢復(fù)到原來的溫度，操作人員經(jīng)常只能采取高溫度設(shè)置 —— 有時(shí)高達(dá)380℃ - 440℃。若采用這樣極端片面的做法，眾知無鉛焊接工藝溫度要比鉛錫共晶焊接工藝已高出40℃之多，這樣無非將原先已高的溫度繼續(xù)往上提升。
無鉛焊接的溫度控制
無鉛工藝控質(zhì)量制鏈中，最薄弱環(huán)節(jié)是缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮。無鉛手工焊接需要嚴(yán)格的加熱溫度控制，滿足無鉛合金焊接工藝溫度高與工藝窗口窄小的要求。無鉛合金工藝溫度高與器件承受溫度極限，兩者構(gòu)成無鉛焊接工藝難題的基礎(chǔ)。所以在手工焊接過程中，必須嚴(yán)格地提高溫度穩(wěn)定性與重復(fù)性。

企業(yè)技術(shù)層上下要統(tǒng)一認(rèn)識(shí)

直接影響手工焊接工藝質(zhì)量有三個(gè)因素；焊接工具的選擇，操作人員的培訓(xùn)，管理人員對(duì)工藝的關(guān)注。高級(jí)管理人員應(yīng)該關(guān)心產(chǎn)品組裝生產(chǎn)全過程的每一項(xiàng)工藝。可是在SMT組裝廠一般碰到的情況是，管理人員主要精力放在‘重要投資’方面。（焊膏印刷，器件貼裝，焊接，測(cè)試與檢測(cè)），忽視對(duì)手工焊接工藝的重要性；于是焊接工具的選擇，操作人員培訓(xùn)與設(shè)備的決定權(quán)轉(zhuǎn)讓給生產(chǎn)線上人員。
首先高級(jí)管理人員沒有能夠考慮SMT組裝無鉛化全部過程的方方面面，他們也缺少充分資金來支撐成功實(shí)施無鉛手工焊接；必須更新焊接裝備與重新培訓(xùn)生產(chǎn)線人員，結(jié)果使得無鉛手工焊接經(jīng)常成為電子組裝無鉛化的一個(gè)嚴(yán)峻問題。手工焊接是一項(xiàng)與操作者自身技能密切相關(guān)的工藝，使用不合適的焊接裝備，受訓(xùn)過的手工焊接技術(shù)員又無能力正確指導(dǎo)工藝。粗略估計(jì)只有10 – 25%的組裝廠實(shí)施IPC規(guī)定的手工焊接標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)計(jì)劃。
現(xiàn)在許多返工與返修專業(yè)商應(yīng)運(yùn)而生，他們看到組裝廠開始轉(zhuǎn)入大批量無鉛化生產(chǎn)后，產(chǎn)品的投訴抱怨電話增加。經(jīng)常是一些組裝廠需要返修大量印制電路板組件，但在他們自己的無鉛生產(chǎn)線上檢驗(yàn)及鑒別問題根源卻遇到失敗。
管理者最終注意到；產(chǎn)品因質(zhì)量問題不能上市或從不滿意的用戶手里返回而使企業(yè)受到很大傷害，損失公司資金，形象及與用戶的關(guān)系。手工焊接低劣的技能暴露無遺，這也就是為什么有些高級(jí)管理者開始重視無鉛手工焊接的主要原因。

溫度穩(wěn)定性

重復(fù)，穩(wěn)定的手工焊接工藝依賴于三個(gè)因素；時(shí)間，溫度與操作者技能。
烙鐵頭在焊點(diǎn)上的停留時(shí)間，手工焊接工藝是與操作者的技能及培訓(xùn)水平相關(guān)，而在焊接過程的焊點(diǎn)溫度是由烙鐵頭上的實(shí)際溫度所控制的，這完全取決于電烙鐵的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。
電烙鐵怎樣才能使烙鐵頭很快地恢復(fù)熱量補(bǔ)償熱量的損失，烙鐵頭在焊點(diǎn)上保持的時(shí)間，最終決定焊點(diǎn)的實(shí)際溫度?；謴?fù)遲慢的電烙鐵導(dǎo)致焊點(diǎn)溫度的不一致。
老式電烙鐵的溫度傳感器安裝位置遠(yuǎn)離烙鐵頭工作端面 - 這將造成焊點(diǎn)質(zhì)量不一致。溫度總是由高處向低處傳遞，烙鐵頭與焊點(diǎn)接觸時(shí)溫度跌落，在下一個(gè)焊點(diǎn)操作前無法足夠快地恢復(fù)到原來溫度。結(jié)果是每一個(gè)焊點(diǎn)的焊接溫度，總比前一個(gè)焊點(diǎn)焊接溫度低。
焊接電烙鐵制造商正在研發(fā)具有更好性能的電烙鐵，烙鐵頭直接安裝加熱元件的套筒上。使得烙鐵頭溫度在加熱元件的熱慣性作用下，溫度不會(huì)下降。由于銅烙鐵頭尺寸小，容易損壞，烙鐵頭的更換費(fèi)用很高，迫使組裝廠只能簡(jiǎn)單地放棄選用這種配置性能好，價(jià)格貴加熱元件的電烙鐵。
無鉛手工焊接，烙鐵頭消耗上升，一種新型焊接臺(tái)（I-Con），使用150W 微型加熱元件技術(shù)（I-Tool），（專利在審查中）其性能與配置昂貴加熱元件套筒的電烙鐵相同。
微型加熱元件（I-Tool）使用標(biāo)準(zhǔn)的，低價(jià)烙鐵頭，每次需要更換烙鐵頭時(shí)，烙鐵頭可方便拆卸，不必更換加熱元件。采用此項(xiàng)技術(shù)的烙鐵頭溫度在約9秒內(nèi)，從室溫加熱到350℃，或3秒從電烙鐵待用狀態(tài)溫度到350℃。
電烙鐵內(nèi)置電動(dòng)傳感器芯片，電烙鐵使用時(shí)可自動(dòng)確認(rèn)及監(jiān)控。當(dāng)電烙鐵放回固定架或長(zhǎng)時(shí)間未移動(dòng)，電烙鐵會(huì)自動(dòng)降到較低的待用溫度，免除了固定架需要安裝微型開關(guān)所帶來的一些問題；若電烙鐵沒有完全安放在正確位置上，電烙鐵就不能被檢測(cè)到?，F(xiàn)在這種新型電烙鐵改進(jìn)了無鉛手工焊接的工藝控制。

此外，如烙鐵頭過冷或過熱，系統(tǒng)會(huì)使用視象與聲音信號(hào)警示操作者，新型電烙鐵準(zhǔn)許專定工藝窗口，保證每個(gè)焊點(diǎn)在正確工藝溫度條件下形成。

手工焊接注意事項(xiàng)

1. 烙鐵溫度要適中（太高烙鐵頭容易燒死；太低焊不牢，焊點(diǎn)也不光滑）最好用恒溫烙鐵或普通烙鐵間斷通電；
2. 助焊劑不能用焊錫膏，只能用松香酒精溶液（焊錫膏有腐蝕性）；
3. 焊接前要涂助焊劑；烙鐵頭一次吃錫不能太多，否則焊點(diǎn)太大容易焊點(diǎn)之間粘連；
4. 元件焊接前要處理干凈元件腿，事先蘸松香搪一層錫；
5. 每個(gè)元件腿的焊接時(shí)間不能超過3秒（時(shí)間長(zhǎng)容易燒壞元件和導(dǎo)致線路板銅箔脫落）。