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PCBA電路板組裝手焊(Head Soldering)的一般原則

發布時間 :2016-11-11 10:00 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
大批量PCBA自動機焊后,發現局部少數不良焊點時,或對高溫敏感的元件等,仍將動用到老式的手焊工藝加以補救。廣義的手焊除了錫焊外,尚另有銀焊與熔接等。早期美國海軍對此種手工作業非常講究,曾訂有許多標淮作業程序(SOP)以及考試、認證、發照等嚴謹制度。其對實做手藝的尊重,絲毫不亞于對理論學術的崇尚。
 
一、焊槍(Soldering Gun)手焊
此為最基本的焊接方式,其首要工具之焊槍亦俗稱為烙鐵。其中的發熱體與烙鐵頭(tip)可針對焊錫絲(Soldering Wire)與待加工件(Workpiece)提供足夠的熱量,使其得以進行高溫的焊接動作。由于加熱過程中焊槍之變壓器也會附帶產生節外生枝的電磁波,故焊槍還須具備良好的隔絕(Isolation)功能,以避免對PCB板面敏感的IC元件造成“電性壓力”(Electric Overstress; EOS)或“靜電釋放”(Electrostatic Discharge; ESD)等傷害。
焊槍選擇應注意的項目頗多,如烙鐵頭形狀須適合加工的類型,溫度控制(±5℃)的靈敏度、熱量傳導的快速性、待工溫度(Idle Temp.)中作業前回復溫度(Recovery Temp.)之夠快夠高夠穩,操作的方便性、維修的容易度等均為參考事項。
 
二、焊錫絲(Solder Wire)
系將各種錫鉛重量比率所組成的合金,再另外加入夾心在內的固體助焊劑焊芯,而抽拉制成的金屬條絲狀焊料,可用以焊連與填充而成為具有機械強度的焊點(Solder Joint)者稱之。其中的助焊劑要注意是否具有腐蝕性,焊后殘渣的絕緣電阻(Insulation Resistance,一般人隨口而出的“絕緣阻抗”是不正確的說法)是否夠高,以免造成后續PCBA組裝板電性絕緣不良的問題。甚至將來還會要求“免洗”(No Clean)之助焊劑,其評估方法可采IPC-TM-650中2.6.3節的“濕氣與絕緣電阻”進行取舍。有時發現焊絲中助焊劑的效力不足時,也可另行外加液態助焊劑以助其作用,但要小心注意此等液態助焊劑的后續離子污染性。
 
三、焊槍手焊過程及要點
(1)以清潔無銹的鉻鐵頭與焊絲,同時接觸到待焊位置,使熔錫能迅速出現附著與填充作用,之后需將烙鐵頭多馀的錫珠錫碎等,采用水濕的海棉予以清除。
(2)熔入適量的錫絲焊料并使均勻分散,且不宜太多。其中之助焊劑可供提清潔與傳熱的雙重作用。
(3)烙鐵頭須連續接觸焊位,以提供足夠的熱量,直到焊錫已均勻散佈為止。
(4)完工后,移走焊槍時要小心,避免不當動作造成固化前焊點的擾動,進而對焊點之強度產生損傷。
(5)當待加工的PCB為單面零件組裝,而其待焊點面積既大且多者,可先將其無零件之另一面板貼在某種熱盤上進行預熱;如此將可加快作業速與減少局部板面的過熱傷害,此種預熱也可采用特殊的小型熱風機進行。
(6)烙鐵頭(tip)為傳熱及運補錫料的工具,對于待加工區域應具備最大的接觸面積,以減少傳熱的時間耗損。又為強化輸送焊錫原料的效率,與表面必須維持良好的焊錫性,以及不可造成各種殘渣的堆積起見,一旦烙鐵頭出現氧化或過度污染時則須加以更換。
(7)小零件或細腿處的手焊作業,為了避免過熱的傷害起見,可另外加設臨時性散熱配件,如金屬之鱷魚夾等。


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