表面组装元件手工焊接方法及质量判定

王家波

摘 要：在现代化大规模电子产品的生产中，装配与焊接工艺是通过一系列自动化或半自动化生产线来进行的。在批量少和品种多以及在科研和返修的过程，手工焊接能发挥其不可替代的作用。

关键词：表面组装；手工焊接；SMD；方法；质量

1 引言

表面组装技术（SMT）在电子工业里是革命性的改变，对于传统的THT，SMT有着更高密度，更小体积，更低成本和更好的性能。在现代化大规模电子产品的生产中，SMT已经成为主流，装配与焊接工艺是通过一系列自动化或半自动化生产线来进行的。但在批量少和品种多的情况下，考虑到生产进度和成本等方面因素，常常需要采用手工焊接的方式。如采用合适的工具和材料，选择合理的工艺规范，运用正确的手工操作，加强对过程的控制，减少焊接缺陷，可以制作出符合标准的合格的电子产品。

2 手工焊接要素

手工焊接要素主要有焊接方法、时间、温度、选用的烙铁头尺寸和焊锡丝等。

2.1 烙铁头的选择

根据焊盘的尺寸选择相应尺寸的烙铁头。

2.2 烙鐵头的温度及焊接时间

片式元件采用20W左右的烙铁，烙铁焊接时间不超过10s，QFP器件的焊接应选用马蹄形烙铁头，器件引线温度最高不超过285℃，当焊接时间超过10s时，器件引线温度最高不超过250℃。

2.3 焊锡丝的选择

表面贴装焊接通常要求较小直径的锡线，典型的在0.50-0.75mm 范围。

2.4 焊接的顺序

先贴装小元件，后贴装大元件；先贴装矮元件，后贴装高元件。

3 手工焊接的方法

表面组装元器件和传统的插装元器件一样可以从功能上将其分为表面组装元件（SMC）和表面组装器件（SMD）

⑴SMC的焊装相对容易焊一些，在一个焊盘上点上锡，放上元件的一头，用镊子夹住元件，焊上一头之后，看是否放正了；如果已放正，就再焊上另外一头。

⑵手工焊接SMD器件时，先在焊盘上手工涂适量的焊膏，用真空吸笔小心地将其放到PCB板对应位置上，使其与焊盘对正，放置方向正确，SMD必须紧贴焊盘。在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂，将烙铁沾上少量的焊锡，焊接两个对角位置上的引脚，使焊件定位。然后用马蹄形烙铁进行拖曳焊接，由于表面张力和毛细管作用，熔融状态下的焊料会趋于焊盘，因此不会产生桥接。马蹄形烙铁内先装上焊料，在焊膏中助焊剂的作用下更有利于热的传导和锡的流动。焊接时，将烙铁与QFP焊盘引线外端轻轻接触一下，而后向上抬0.5mm高度左右，使熔融的焊锡从焊料储液池流入引线/焊盘区，形成焊点。拖曳焊时要注意手势，使烙铁头的轴线与所焊边线成30o～45o的夹角，拖焊速度不要太快，掌握1s左右拖过一个焊点，这时可以看到熔融的焊料在烙铁头焊料表面涨力的作用下跟着拖向后方，使焊料从焊点与焊点的缝隙中分开，当烙铁头将要到达最后两个焊盘时，要迅速抬起烙铁头，以便完成所有焊点的焊接。在整个焊接过程中，操作者的动作一定要平稳、轻快和准确。四边焊好以后可用放大镜检查焊点之间有没有短路现象，如局部有短路的地方可用助焊笔涂一些助焊剂再拖一次，同一部位的连续焊接不得超过2次，如一次未焊妥应待其冷却后再焊，对有缺陷的焊点允许返工，每个焊点的返工次数不得超过3次，注意马蹄形烙铁头椭圆形凹槽中的熔融焊料要适量，不能太多，也不能太少。

4 SMD手工焊接质量判定

手工焊接工作完成后，将工件置于放大镜下按相应焊接标准进行检验。

4.1 片式元件焊接质量判定

⑴焊接端极全部位于焊盘上，允许有不大于1/4的偏移，居中为优良；⑵元件焊接端宽度的一半或一半以上处于焊盘上，为合格；⑶元件焊接端焊盘交叠后焊盘伸出部分不小于焊接端极高度的1/3为合格；⑷焊接端宽度小于一半处于焊盘上为不合格；⑸元件在焊盘上有旋转偏差，侧面连接长度大于元件宽度的一半时为合格，否则不合格；⑹焊接端与焊盘不交叠，末端偏移量B≥0为不合格；⑺焊锡太多，最大填充高度超出焊盘或者延伸只端帽金属镀层顶部，但不可进一步延伸至元件体顶部，可接受，视为合格。

4.2 表面组装器件焊接质量与判定

⑴引脚“L”形的元件引脚趾部和根部全部位于焊盘上，所有引脚对称居中，为优良；有旋转偏差，最大侧面偏移量A大于等于引脚宽度的一半为合格，反之，为不合格；引脚宽度的一半，趾部或根部不在焊盘上为不合格。

⑵圆形或扁圆鸥翼形引线器件的质量要求与判定如下：a）引脚与焊盘无偏移量，引脚长度与焊盘对齐为优良；b）A大于等于引脚宽度的一半为合格，反之，为不合格；c）有旋转偏差，A大于等于引脚宽度的一半为合格，反之，为不合格；d）侧面连接长度大于等于引线宽度的150%为合格，反之，为不合格；e）末端连接宽度至少为引线宽度/直径的75%为合格，反之，为不合格。

⑶“J”形引线器件的质量要求与判定。a）最小末端连接宽度为引线宽度的50%为合格，反之，为不合格；b）侧面连接长度大于等于引线宽度的150%为合格，反之，为不合格；c）焊料填充未接触封装本体为合格，接触封装本体为不合格；d）润湿填充明显为合格无润湿的填充为不合格。

[参考文献]

[1]陈增生.SMC/SMD手工焊接工艺技术[J].电子工艺技术.2009，30（5）：279-286.