電子工藝論文范文

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第1篇

關鍵詞：電烙鐵；引腳型元件；貼片型元件

現在電子元器件的封裝更新換代越來越快，電路板上的元件越來越少，越來越密，管腳越來越細，電路板越來越小。而且電路板上大量使用表面貼裝元件，倒裝芯片等元件，這無一例外的說明了電子工業已朝向小型化、微型化方面發展，手工焊接難度也隨之增加，在焊接當中稍有不慎就會損傷元器件，或引起焊接不良，所以工作人員必須對焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質量的評定，及電子基礎有一定的了解。

電烙鐵是焊接中最常用的工具，作用是把電能轉換成熱能對焊接點部位進行加熱焊接是否成功很大一部分是看對它的操控怎么樣了。一般來說，電烙鐵的功率越大，熱量越大，烙鐵頭的溫度也越高。像我們對硬件改造選用20W的內熱式(30-40W外熱式)電烙鐵足夠了，使用功率過大容易燒壞元件，一般二極管、三極管結點溫度超過200℃就會損壞。一般最恰當的必須在1.5～4s內完成一個元件的焊接。

現在常用的電烙鐵有外熱式和內熱式兩種，外熱式電烙鐵熱效率高，加熱速度快。內熱式電烙鐵功率較高，使用方法相同，但據筆者經驗發現在市場上內熱式電烙鐵的配件較多（主要是不同種類，不同價格的內熱式烙鐵頭在市場采購容易），所以建議使用內熱式電烙鐵。在許多文獻中都有闡述，如果電烙鐵尖被氧化后，要用小刀等刮除前端氧化層。筆者認為現在市場上普通價格的烙鐵尖（外層有電鍍層）都有防氧化層，在使用時不能刮，否則影響使用壽命，如果烙鐵尖上有氧化層，要用濕透的吸錫海綿擦拭干凈，后馬上鍍錫防止再次氧化。

助焊劑能使焊錫和元件更好的焊接到一起，一般采用得最多的是松香和酒精的混合物。現在使用的焊錫絲中，有一部分焊錫絲中心是空芯的內有助焊劑，使用這種焊絲作業時不用再另外使用助焊劑了，但如果是要焊接或修理的電路板焊點管腳表面已經變烏氧化，最好使用少量的助焊劑來加強焊接質量。

另外還有一些必不可少輔助工具，烙鐵架，吸錫器，鑷子，偏口鉗，毛刷等，烙鐵架應該是在其底座部分有一個或二個槽(用于放吸錫海綿)的專用架子，而并不是隨便的架子，這樣可以隨時擦拭烙鐵尖，方便使用。吸焊器可以幫你把電路板上多余的焊錫處理掉。

現在的電路板上主要有兩大類元器件，一類是直插式引腳式元件，另一類是貼片類元件。以下就按這兩大類，元件來具體的說一說每類元件的焊接方法。

1.直插引腳式元件焊接方法：

1.1烙鐵頭與兩個被焊件的接觸方式。

接觸位置：烙鐵頭應同時接觸到相互連接的2個被焊接件（如焊腳與焊盤），烙鐵一般傾斜30-45度，應避免只與其中一個被焊接件接觸。當兩個被焊接元件受熱面積相差懸殊時，應適當調整烙鐵傾斜角度，使烙鐵與焊接面積大的被焊接元件傾斜角減小，使焊接面積較大的被焊件與烙鐵的接觸面積增大，熱傳導能力加強。如LCD拉焊時傾斜角在30度左右，焊麥克風、馬達、喇叭等傾斜角可在40度左右。兩個被焊件能在相同的時間里達到相同的溫度，被視為加熱理想狀態。

接觸壓力：烙鐵頭與被焊件接觸時應略施壓力，熱傳導強弱與施加壓力大小成正比，但以對被焊件表面不造成損傷為原則。

1.2焊錫絲的供給方法

焊錫絲的供給應掌握3個要領，既供給時間，位置和數量。

供給時間：原則上是被焊件升溫達到焊料的熔化溫度是立即送上焊錫絲。

供給位置：應是在烙鐵與被焊件之間并盡量靠近焊盤。

供給數量：應看被焊件與焊盤的大小，焊錫蓋住焊盤后焊錫高于焊盤直徑的1/3既可，焊點應呈圓錐形。

1.3焊接時間及溫度設置

1.3.1溫度由實際使用決定，以焊接一個錫點1-4秒最為合適，最大不超過8秒，平時觀察烙鐵頭，當其發紫時候，溫度設置過高。

1.3.2一般直插電子料，將烙鐵頭的實際溫度設置為（350~370度）；表面貼裝物料（SMT），將烙鐵頭的實際溫度設置為（330~350度），一般為焊錫熔點加上100度。

1.3.3特殊物料，需要特別設置烙鐵溫度。LCD連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290度到310度之間。

1.3.4焊接大的元件腳，溫度不要超過380度，但可以增大烙鐵功率。

1.4焊接注意事項

1.4.1焊接前應觀察各個焊點(銅皮)是否光潔、氧化等，如果有雜物要用毛刷清理干凈在進行焊接，如有氧化現象要加適量的助焊劑，以增加焊接強度。

1.4.2在焊接物品時,要看準焊接點，以免線路焊接不良引起的短路。

1.4.3如果需要焊接的元件是塑殼等不耐熱封裝，可以在元件本體上涂無水酒精后進行焊接，以防止熱損傷。

1.4.4在焊接后要認真檢查元件焊接狀態，周圍焊點是否有殘錫，錫珠、錫渣。2.貼片式元件焊接方法：

2.1在焊接之前先在焊盤上涂上助焊劑，用烙鐵處理一遍，以免焊盤鍍錫不良或被氧化，造成不好焊，芯片則一般不需處理。

2.2用鑷子小心地將QFP芯片放到PCB板上，注意不要損壞引腳。使其與焊盤對齊，要保證芯片的放置方向正確。把烙鐵的溫度調到300多攝氏度，將烙鐵頭尖沾上少量的焊錫，用工具向下按住已對準位置的芯片，在兩個對角位置的引腳上加少量的焊錫，仍然向下按住芯片，焊接兩個對角位置上的引腳，使芯片固定而不能移動。在焊完對角后重新檢查芯片的位置是否對準。如有必要可進行調整或拆除并重新在PCB板上對準位置。

2.3開始焊接所有的引腳時，應在烙鐵尖上加上焊錫，將所有的引腳涂上焊錫使引腳保持濕潤。用烙鐵尖接觸芯片每個引腳的末端，直到看見焊錫流入引腳。在焊接時要保持烙鐵尖與被焊引腳并行，防止因焊錫過量發生搭接。

2.4焊完所有的引腳后，用助焊劑浸濕所有引腳以便清洗焊錫。在需要的地方吸掉多余的焊錫，以消除任何可能的短路和搭接。最后用鑷子檢查是否有虛焊，檢查完成后，從電路板上清除助焊劑，將硬毛刷浸上酒精沿引腳方向仔細擦拭，直到焊劑消失為止。

2.5貼片阻容元件則相對容易焊一些，可以先在一個焊點上點上錫，然后放上元件的一頭，用鑷子夾住元件，焊上一頭之后，再看看是否放正了;如果已放正，就再焊上另外一頭。如果管腳很細在第2步時可以先對芯片管腳加錫，然后用鑷子夾好芯，在桌邊輕磕，墩除多余焊錫，第3步電烙鐵不用上錫，用烙鐵直接焊接。當我們完成一塊電路板的焊接工作后，就要對電路板上的焊點質量的檢查，修理，補焊。符合下面標準的焊點我們認為是合格的焊點:

（1）焊點成內弧形(圓錐形)。

（2）焊點整體要圓滿、光滑、無針孔、無松香漬。

（3）如果有引線，引腳，它們的露出引腳長度要在1-1.2MM之間。

（4）零件腳外形可見錫的流散性好。

（5）焊錫將整個上錫位置及零件腳包圍。

不符合上面標準的焊點我們認為是不合格的焊點，需要進行二次修理。

（1）虛焊：看似焊住其實沒有焊住，主要原因是焊盤和引腳臟，助焊劑不足或加熱時間不夠。

（2）短路：有腳零件在腳與腳之間被多余的焊錫所連接短路，亦包括殘余錫渣使腳與腳短路。

（3）偏位：由于器件在焊前定位不準，或在焊接時造成失誤導致引腳不在規定的焊盤區域內。

（4）少錫：少錫是指錫點太薄，不能將零件銅皮充分覆蓋，影響連接固定作用。

（5）多錫：零件腳完全被錫覆蓋，即形成外弧形，使零件外形及焊盤位不能見到,不能確定零件及焊盤是否上錫良好.。

（6）錫球、錫渣：PCB板表面附著多余的焊錫球、錫渣，會導致細小管腳短路。

最后在說一下焊接操作的坐姿，由于助焊劑加熱揮發出的化學物質對人體是有一定的危害，如果操作時鼻子距離烙鐵頭太近，則很容易將有害氣體吸入體內。一般烙鐵離開鼻子的距離應至少不小于30cm，通常以40cm時為宜。

第2篇

一、項目教學法的宗旨

項目教學法是以行為導向為主一種教學方法,師生不再相互獨立,而是以一個團隊或一個整體的形式共同實施一個完整的“項目”工作。在項目教學中,教師的角色由教學活動的主導者轉變為教學活動的引導者或主持人,成為學生學習的引導者、促進者。項目教學法不注重教法,而是注重學法,體現了以學為本、因學施教的教學準則;它不僅讓學生學知識和技能,而且讓學生學會學習,學會與他人交往,學會思考,學會發現問題、解決問題,進而增強信心、提高學習積極性、鍛煉能力,最后進行展示和自我評價;它采用以學生為中心的教學組織形式,讓學生邊做邊學,把看到的、聽到的結合起來,讓學生以團隊的形式進行學習,引導學生進行自主學習和探索,強調在團隊學習中發揮每個學生的主體作用,重視學習過程的體驗。

二、項目教學法的實施

1.實施環節

項目教學法實踐環節大體分為5個階段:

(1)教學分析和確定項目任務。

(2)制定計劃。

(3)實施方案。

(4)檢查評估。

(5)歸檔總結。

對教學進行分析,確定合適的教學項目,是項目教學能正常開展的前提。在SMT小型電子產品的安裝實訓項目教學中,我們根據項目教學的特點和SMT小型電子產品的安裝專項能力的培養目標,對教學內容和學生的情況進行了分析,確定了一個完整的SMT小型電子產品的安裝項目,從而培養了學生各實訓環節的專項能力。

2.教學過程

(1)向學生布置項目任務。指導老師把組裝SMT小型收音機的任務和要求向學生作詳細說明,使學生有明確的目標,知道實訓項目的內容是為了什么,實訓項目工作的最后結果應達到怎樣的要求,實訓項目工作完成后必須達到什么標準。

(2)作出項目實訓計劃。每個學生根據實訓項目安排具體的項目實施計劃,做出一份切實可行的實訓項目計劃。計劃的主要內容包含:任務、目的、終期結果、評定標準、安全注意事項等。

(3)制定項目實施計劃,教師對學生的實施計劃進行點評,不斷調整自己的項目實施計劃。

(4)按計劃實施,指導老師巡回指導。在學生實施實訓項目期間教師除了做好巡回檢查指導外,還要對整個項目實施過程進行檢查和監控。

(5)自我評價、回顧及總結。實訓完成后,學生根據評定標準對自己的項目實施環節進行綜合評價,對照項目實訓過程進行回顧、總結。

(6)指導教師對全班的項目實訓情況進行全面的總結。

3.教學效果

學生自主學習能力有明顯的提高,較好地掌握了電子產品工藝實訓的專業技能。通過項目教學在電子工藝實訓環節中的應用,學生的學習熱情大大提高,能夠積極主動地進行學習。大部分學生掌握了SMT元器件的識別和檢測方法,較好地掌握了SMT印制板再流焊的工藝流程和手工進行補焊維修技巧,并能進行正確安裝小型SMT電子產品。在協作學習和項目實訓環節中,學生的綜合能力得到了較大的提高,增強了統籌安排和協調計劃的能力;在項目實施的整個環節中,學生增強了與他人交往、合作的能力,團隊協作能力和團隊協作精神。與此同時學生還增強了解決問題和自我總結的能力,加強了時間管理、過程控制、質量檢查、安全生產的意識,提高了團隊的自我管理能力。

4.教學體會

項目教學法是一種以學生為主體,教師為主導的教學方法。學生是學習主體主要體現在:學生根據實訓項目內容自行制定實訓項目實施計劃,按實施計劃開展項目,對項目結果進行自我評價,對過程進行回顧、反思和總結。教師的主導作用體現在:根據教學要求設計項目和組織項目的實施、進行項目指導、確定相應的項目考核和評價標準,在實訓項目教學實施的過程中,使學生成為真正的學習主體,發揮學生的主體作用,充分調動學生的主觀能動性。

第3篇

Sn/Ag合金

Sn/Ag3.5-4.0合金在混合電路與電子組裝工業的使用時間較長。正因如此，部分業者對使用Sn/Ag作為一種無鉛替代合金感覺得心應手。但不巧的是這種合金存在幾方面的問題。首先這種合金的熔融溫度(221度)和峰值回流溫度(2400-260度)對于許多表面安裝部件和過程來說顯得偏高。此外，這種合金還含有3.5-4%的銀，對某些應用構成成本制約。而最主要的問題是這種合金會產生銀相變問題從而造成可靠性試驗失效。

我們注意到，在進行疲勞試驗(結果如表1)時，Sn96/Ag4在其中一種循環設置上產生了失效。對此問題作進一步研究得出的結論是：失效起因于相變。相變的產生是因合金的不同區有著不同的冷卻速率而致。

為對此問題進行深入研究，用一根Sn96/Ag4焊條，從底部對其進行回流加熱及強制冷卻，以便對其暴露在不同冷卻速率下的合金的微結構進行觀察。Sn96/Ag4合金按冷卻速率的不同產生三種不同的相。由此考慮同樣的脆性結構會存在于焊接互連中，從而造成焊區失效。正是由于這種原因，大多數OEM及工業財團反對把Sn/Ag作為主流無鉛合金來用。銀相變問題的存在也對高銀Sn/Ag/Cu合金提出了質問。

Sn/Ag/Cu合金

盡管涉及專利保護方面的問題，世界大部分地區還是傾向選用Sn/Ag/Cu合金。但到底選擇什么樣的合金配方？本文將重點討論兩種Sn/Ag/Cu合金：受各種工業財團推崇的Sn/Ag/Cu0.5合金和相應的用作低銀含量合金的Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5。

兩種Sn/Ag/Cu合金的比較

在討論兩種合金體系的可靠性試驗結果之前，先憑經驗對兩種合金作一比較是有益的。大體上看兩種合金很相似：兩者都具有極好的抗疲勞特性、良好的整體焊點連接強度以及充足的基礎材料供應。但兩者之間確也存在一些細微的差異值得討論。

熔點

兩合金的熔點極為相似：Sn/Ag4/Cu0.5熔點為218度，Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5熔點為217度。業界對這種差異是否構成對實際應用的影響存在爭議。但如能對回流過程嚴格控制，熔點溫度變低會因減少元件耐受高溫的時間而帶來益處。

潤濕

兩種合金比較，自然地會對選擇高銀含量合金的做法抱有疑問，因為銀含量變高會增加產品成本。有臆測認為高銀合金有助于改進潤濕。但潤濕試驗結果顯示，低銀含量合金實際上比高銀合金潤濕更強健和更迅速。

專利態勢

工業界渴望找到一種廣泛可獲的合金。因此，專利合金是不大受歡迎的。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利，而Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5已申請了專利，但選擇時需要全面了解兩種合金的專利約束作用和實際供應源情況才好確定。

上面已談到，Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金已獲專利。但它已授權給焊料制造商使用，對授權使用者無數量限制和無轉讓費用。目前，這一合金可通過北美、日本和歐洲的數家焊料廠商在全球范圍內獲取。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利，但用這種合金制成的焊點連接是有專利的，而在美國具有這種產品銷售授權的電子級焊料廠商的數量極為有限。

盡管用Sn/Ag4/Cu0.5制作的焊點有可能侵犯現有的專利權，但業界還是建議使用這種合金。人們曾假想地認為，通過給這種系統施加預先工藝可以避開專利糾紛。但這種想法是錯誤的，因為大多數的專利說明都會涉及合金成份和應用范圍(焊點)兩部分內容。換句話說，如果預先工藝能夠得到證實，突破專利的合金成份限制是可能的。但如果專利說明做得很完善，那么還需向聲明了電子裝配焊接特定用法的應用部分進行挑戰。總的來說，這意味著即使制造商正在使用一種專利規定范圍(如Sn/Ag4/Cu0.5)以外的合金，但如果在制造過程中，此合金"偶獲"基礎金屬成分(一般為銅)并因而形成一種含有專利規定范圍內的成份構成的金屬間化合物的話，那么該制造商就會因侵犯了專利權而受到法律的裁決。

金屬成本

專利載明的銀含量范圍為3.5%-7.7%。如此高的銀含量使得焊料的大量使用變得成本高昂；裝填波峰焊鍋時，每1%的銀大約使成本增加0.66美元/磅(見表2)。為控制成本，有人建議在波峰焊應用中使用不含銀的無鉛合金，在表面安裝應用中使用含銀合金。但正如下面所要討論的，使用這種方法會因Sn/Cu和雙合金工藝存在不足而造成失效。

Sn/Cu的工藝缺陷

遏制成本的想法雖說合情合理，但引用Sn/Cu需要考慮幾方面的因素。第一，此合金的熔融溫度為227度，使其在許多溫度敏感應用上受限。此外，它比其它無鉛焊料的濕潤性差，在許多應用中需引入氮和強活性助焊劑并可造成與潤濕相關的缺陷，這點已得到廣泛證明。還有，一般來講Sn/Cu表面張力作用較低，在實施PTH技術時容易進入套孔(barrel)中，且缺乏表面安裝裝配過程所要求的耐疲勞強度。最后一點，該合金的耐疲勞特性差，可導致焊區失效，從而抵銷了節省成本的初衷。

雙合金裝配

還應注意的是，除Sn/Cu引起相關問題外，使用雙焊料合金(SMT過程使用Sn/Ag/Cu，波峰焊使用Sn/Cu)也存在問題。Sn/Ag/Cu、Sn/Cu混用不宜提倡，因為這會造成合金焊點連接的不均勻性。如果這一情形出現，那么制成的焊點會因不能消除應力和應變而易產生疲勞失效。由于存在這些潛在的混用問題，因此在進行修復或修補時就需要開列兩種合金的存貨清單，并給出具體的指令進行監控，以使兩合金不發生混用。然而，經驗顯示，不論對這種情形監控得多好，操作員都會趨向使用易用性最好也即流動性最好且熔融溫度較低的焊料。因此，盡管焊點最初由Sn/Cu來裝配，但大量修補工作可能會用Sn/Ag/Cu合金來完成。如果兩種產品都在生產現場使用，那么RA會常用到，不只是好用的問題。雙合金裝配工藝的要害問題是會導致潛在的可靠性失效且很難對此進行有效地監控。

焊點連接的可靠性試驗

為分析Sn/Ag/Cu和Sn/Cu的可靠性，對它們進行各種熱和機械疲勞試驗。試驗描述和試驗結果如下：

熱循環試驗結果

測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5，以及1206薄膜電阻器制作。之后在-40度到125度的溫度范圍內，以300、400、500次的15分循環量對該板施以熱沖擊。然后將焊點分切，檢查是否存在裂痕。

試驗后檢查的結果顯示，Sn/Cu合金由于濕潤性不好導致某些斷裂焊點的產生。此外，成形很好的Sn/Cu焊點在施以第三種500次重復循環設置的試驗時，也顯示有斷裂。

有意思的是Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金在經歷高達500次重復的試驗后沒有任何斷裂跡象。這顯示出Sn/Ag/Cu合金具有Sn/Cu無法比擬的極為優異的耐熱疲勞性。但需要注意的是，Sn/Ag4/Cu0.5合金在經過熱循環處理后焊點的晶粒(grain)結構的確產生了一些變化。

機械強度-撓性測試

測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5，以及1206薄膜電阻器制作，對它進行撓性測試。用Sn/Cu0.7制作的焊點在撓性測試中產生斷裂，這顯示焊點不能承受大范圍的機械應力處理。相反由Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5制作的焊點卻滿足所有的撓性測試要求。

混合解決方案？

為消除電子行業存在的隱患，已開發出了一種完全無鉛裝配的混合解決方案。她用粗糙的錫鉛成品(QFP208IC)、有機表面保護劑PWB和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金焊膏構成系統，以復雜性或成本都不太高的方式達到了完全無鉛裝配的目的。取得成功的關鍵是這種裝配方法能夠承受峰值溫度為234度的回流加熱。需要注意的是，這種裝配方法要經過惰性環境的處理。當然，限于元件的效用性問題，以及由元件熱容、夾具固定等原因引起€%=T變化而造成事實上不是所有的裝配過程都能達到234度的峰值板溫度，因此不是所有裝配都能夠進行上述處理。但它給我們的重要提示是，在某些情形下，通過引入某些材料，實現無鉛焊接可以變得輕而易舉。