改进PCB手工焊接的工艺控制

　　无铅焊接的温度控制

　　无铅工艺控质量制链中，最薄弱环节是缺乏长远的考虑。无铅手工焊接需要严格的加热温度控制，满足无铅合金焊接工艺温度高与工艺窗口窄小的要求。无铅合金工艺温度高与器件承受温度极限，两者构成无铅焊接工艺难题的基础。所以在手工焊接过程中，必须严格地提高温度稳定性与重复性。

　　自2004年下半年，从一些印制电路板组装厂发表的有关实施无铅化研究报告显示，手工焊接转为无铅化要比无铅波峰焊与无铅再流焊所暴露的问题更多。烙铁头温度达不到无铅焊料足够高的温度要求，或者焊剂活性降低，都会使焊点产生不良湿润，冷焊等缺陷。反之，若烙铁头温度过高，又将造成反湿润或印制电路板与器件过热损坏。使用正确的烙铁头温度，适当的热转换条件（不过热）是形成可靠焊点的基本保证。

　　企业技术层上下要统一认识

　　直接影响手工焊接工艺质量有三个因素；焊接工具的选择，操作人员的培训，管理人员对工艺的关注。高级管理人员应该关心产品组装生产全过程的每一项工艺。可是在SMT组装厂一般碰到的情况是，管理人员主要精力放在‘重要投资’方面。（焊膏印刷，器件贴装，焊接，测试与检测），忽视对手工焊接工艺的重要性；于是焊接工具的选择，操作人员培训与设备的决定权转让给生产线上人员。

　　首先高级管理人员没有能够考虑SMT组装无铅化全部过程的方方面面，他们也缺少充分资金来支撑成功实施无铅手工焊接；必须更新焊接装备与重新培训生产线人员，结果使得无铅手工焊接经常成为电子组装无铅化的一个严峻问题。手工焊接是一项与操作者自身技能密切相关的工艺，使用不合适的焊接装备，受训过的手工焊接技术员又无能力正确指导工艺。粗略估计只有10 ? 25%的组装厂实施IPC规定的手工焊接标准的培训计划。

　　现在许多返工与返修专业商应运而生，他们看到组装厂开始转入大批量无铅化生产后，产品的投诉抱怨电话增加。经常是一些组装厂需要返修大量印制电路板组件，但在他们自己的无铅生产线上检验及鉴别问题根源却遇到失败。

　　管理者最终注意到；产品因质量问题不能上市或从不满意的用户手里返回而使企业受到很大伤害，损失公司资金，形象及与用户的关系。手工焊接低劣的技能暴露无遗，这也就是为什么有些高级管理者开始重视无铅手工焊接的主要原因。

　　温度稳定性

　　重复，稳定的手工焊接工艺依赖于三个因素；时间，温度与操作者技能。

　　烙铁头在焊点上的停留时间，手工焊接工艺是与操作者的技能及培训水平相关，而在焊接过程的焊点温度是由烙铁头上的实际温度所控制的，这完全取决于电烙铁的设计与制造技术。

　　电烙铁怎样才能使烙铁头很快地恢复热量补偿热量的损失，烙铁头在焊点上保持的时间，最终决定焊点的实际温度。恢复迟慢的电烙铁导致焊点温度的不一致。

　　老式电烙铁的温度传感器安装位置远离烙铁头工作端面 - 这将造成焊点质量不一致。温度总是由高处向低处传递，烙铁头与焊点接触时温度跌落，在下一个焊点操作前无法足够快地恢复到原来温度。结果是每一个焊点的焊接温度，总比前一个焊点焊接温度低。

　　焊接电烙铁制造商正在研发具有更好性能的电烙铁，烙铁头直接安装加热元件的套筒上。使得烙铁头温度在加热元件的热惯性作用下，温度不会下降。由于铜烙铁头尺寸小，容易损坏，烙铁头的更换费用很高，迫使组装厂只能简单地放弃选用这种配置性能好，价格贵加热元件的电烙铁。

　　无铅手工焊接，烙铁头消耗上升，一种新型焊接台（I-Con），使用150W 微型加热元件技术（I-Tool），（专利在审查中）其性能与配置昂贵加热元件套筒的电烙铁相同。

　　微型加热元件（I-Tool）使用标准的，低价烙铁头，每次需要更换烙铁头时，烙铁头可方便拆卸，不必更换加热元件。采用此项技术的烙铁头温度在约9秒内，从室温加热到350℃，或3秒从电烙铁待用状态温度到350℃。

　　电烙铁内置电动传感器芯片，电烙铁使用时可自动确认及监控。当电烙铁放回固定架或长时间未移动，电烙铁会自动降到较低的待用温度，免除了固定架需要安装微型开关所带来的一些问题；若电烙铁没有完全安放在正确位置上，电烙铁就不能被检测到。现在这种新型电烙铁改进了无铅手工焊接的工艺控制。

　　此外，如烙铁头过冷或过热，系统会使用视象与声音信号警示操作者，新型电烙铁准许专定工艺窗口，保证每个焊点在正确工艺温度条件下形成。

　　来源：宏力捷