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手工焊接

By Les Hymes

要点:
1)一个牢固的焊接点要求使用一个上锡良好的、保持良好的烙铁头。
2)温度在焊锡的液化温度之上大约是100°F。烙铁头上的焊锡改善来从烙铁的快速热传导,预热工件。
3)建立良好的流动和熔湿(wetting)都要求预热。
4)具有良好可焊性特征的焊盘、孔和元件引脚将有助于在最短的时间内形成良好的焊接点。
5)在升高的温度下,时间短是避免对基板的损伤、对焊盘与基板接合的损伤和过多的金属间增长的关键。
6)暴露在焊锡和/或基板的Tg的液化温度之上的重复温度循环中的焊锡点,可能遭受可靠性累积的降级。最好的方法是在少于5秒的时间内完成焊接点,最好是大约3秒钟。这个时间包括要求产生连接的所有必要操作。

工艺过程
图一,焊接过程  一个推荐的手工焊接程序是,快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线(cored wire),然后接触焊接点区域,用熔化的焊锡帮助从烙铁到工件的最初的热传导。然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。有些人推荐首先把烙铁头接触引脚/焊盘;把锡线放在烙铁头与引脚之间,形成热桥;然后快速地把锡线移动到焊接点区域的反面。任何一种方法,如果正确完成,都将给出满意的结果。
   这两种技术的目的是要保证引脚和焊盘的温度足够熔化锡线,并形成所要求的金属间的接合。如果在焊接点形成期间,烙铁直接接触和熔化锡线,那么要焊接的表面可能不够热,以提高焊锡流动,形成的焊接点可能不是真正熔湿(wet)到焊盘(pad)、焊接孔(barrel)和引脚(lead)。当工艺过程实施正确的时候,助焊剂将熔化并先于焊锡在将要焊接的表面流动,预先处理表面,因此焊锡将在表面上熔湿和流动,进入缝隙,形成接合。一旦熔湿建立和有充分的焊锡流动形成所希望的焊接点,锡线和随后的烙铁即从焊接点区域移开。

   在培训、练习和相对正规的应用之后,这些程序对于有积极性和经验的人员来实行是不太困难的。有些人比其它人更快,更喜欢它,甚至最有经验和最聪明的操作员都会要几天掌握该工艺过程。这个不同来自认为控制的操作。因为这个原因,应该提供给操作员良好的初始训练和定期的更新。这些方面应该包括手工焊接的艺术与构造、控制焊接点形成的因素、和公司机构用于焊接点接受和拒绝的标准。

问题
   在产生牢固的、可接受的手工焊接点中的问题通常是使用不适当温度、太大压力、延长据留时间、或者三者一起而产生的。可是,这些问题的根本原因经常与其使用的工具有联系,而不是操作员的技术和积极性。

   用技术熟练的、受过培训的、工作尽责的和有积极性的操作员,看看工艺过程中的其它地方,是否手工焊接操作需要改进。一些厚的PWB设计可能要求不同的方法和/或帮助,比如用热板(hotplate)的辅助加热。

   另一个更前面的原因可能是可焊性差的元件,通常可以通过元件规格或长途运输处理上的变化来处理。认可和替换一种不同的带芯锡线助焊剂可能是合适的。外部施用的液体助焊剂的使用是另一个短期的替代方法。在这种情况,应该以一个受控的方式使用所要求的最少量。在使用任何液体助焊剂来帮助手工焊接之前,应该通过试验来确认助焊剂与残留物的可容性。如果材料来自同一个制造商,那么可以要到数据资料。如果材料来自不同的制造商,那么通常给使用者带来试验的负担,因为对任何供应商存在太多可能的组合。

  Les Hymes is the owner of Les Hymes Associates, Eugene, OR, (541) 687-0011, e-mail: les.hymes@worldnet.att.net.

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