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摘 要
焊接温度的正确设置对电子产品质量起着决定性的作用。作者经多年实践,设置了适合我国国情的手工焊接温度,本文详细论述了焊接温度与显示温度之间的差异,提出了对焊接温度进行正确鉴定的方法。
关键词:手工焊接; 焊接温度; 设置; 鉴定
1 手工焊接温度的设置 在电子产品的电子装联中,无论是手工焊接,还是自动焊接(波峰焊接、再流焊接等),焊接温度的正确设置对电子产品质量起着决定性的作用。
美国90年代的一份调查报告说明,在一台电子设备中,产品可靠性及质量问题70%以上取决于元器件和焊接质量,其它各种因素总计占30%。
我国航天产品中,80%以上的故障源自电子设备,而电子设备的故障主要是焊点所造成的。
目前,对于某些从事单件或小批量生产的企业来讲,手工焊接工艺仍然是电装工艺中的一种主要焊接手段。
应用防静电恒温电烙铁,既能保证足够的焊接温度,减少或避免虚焊,又不会因电烙铁温度过高而损伤元器件。
恒温电烙铁应有良好的回温性能,这一点对于IC器件引脚的拖焊非常重要,否则,如果因回温性能不好,在拖焊后面的焊点时,烙铁头温度严重下降易产生拉尖现象。 焊接所要达到的目的是形成可靠的合金焊点、产品废品率低以及提高生产效率。
美国军标MIL-STD/IPC Rule of Thumb规定:“正确的焊接温度为焊锡熔点温度加40℃,烙铁头停留在焊点的时间为2~5秒钟; 当焊锡为Sn60/Pb40时,其熔点为183℃;加40℃后为223℃。 当焊锡为Sn3.8Ag0.7Cu时,其熔点为217℃;加40℃后为257℃; 当焊锡为Sn0.7Cu时,其熔点为227℃;加40℃后为267℃; 无铅焊接的温度比有铅焊接温度高出33℃~43℃。”
美国军标MIL-STD/IPC Rule of Thumb规定正确的焊接温度为是:“当焊锡为Sn60/Pb40时,其熔点为183℃,加40℃后为223℃。这种温度设置的要求与我们对某焊台进行试验后的鉴定结论,即:最佳焊接温度平均为226℃是一致的。”
从理论上分析,焊接温度,即烙铁头“尖”的实际温度(见图1),高于料30℃左右即可,由于手工焊接操作时是暴露在空气中,散热快,为了得到充足的热量,一般应高于熔点60℃~80℃,即焊接温度一般为240℃~260℃。
此时的焊接温度与国内各类相关标准中规定的焊接印制电路板上一般元器件的平均焊接温度260℃左右是一致的。
在实际使用中,必须考虑每台焊台的显示温度(即热电偶的测量温度)与每个烙铁头尖温度之间的温差。
设焊台的显示温度与烙铁头尖温度之间的温差为+50℃,有铅焊接的料为Sn63/Pb37,熔点为183℃,焊接一般印制电路板元器件可将焊接温度设定为240℃ ~260℃左右,此时,焊台的显示温度应为290℃~310℃左右。
当实施无铅焊接时,设定无铅料为SAC,熔点为217℃,焊接一般印制电路板元器件可设定焊接温度为280℃~300℃左右,此时,焊台的显示温度应为330℃~350℃左右。
图2所示是手工焊接中热能量从烙铁头向被焊物转移的过程。其中“粉色”曲线是烙铁头加热体的温度,“蓝色”曲线是烙铁头的温度,“桔红色”曲线是焊盘的温度。这三条曲线反映了手工焊接一个焊点,从焊接开始到结束过程中加热体、烙铁头、焊盘的温度变化。图中“A”点是烙铁头接触焊盘,开始焊接的起点,“B”点是烙铁头离开焊盘,焊接的结束点。从“A”点到“B”点是一个焊点的焊接过程。
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