CN105252094B - 一种高压焊点高可靠装联方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压焊点高可靠装联方法，适用于电压在100～500V的插装电阻、电容、二极管、接插件、TO封装MOS管等插装器件的引脚与印制板上通孔焊盘焊接形成的焊点，以及导线与印制板上通孔焊盘焊接形成的焊点。本发明在装联之前先进行通孔元器件引脚或导线的成形和剪切，优化控制引脚从印制板焊接面伸出的长度，更有利于形成高压焊点，进一步提高焊点的可靠性；同时利用二次焊接形成高压焊点，二次焊接成形后的焊点表面更加圆润、光滑，不存在拉尖，有利于防范低气压放电现象的产生；并对两次焊接之后都进行检验，保证装联后的焊点能够抵抗低气压放电、热真空、振动、冲击等恶劣环境条件，确保装联可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子装联领域，特别是一种高压焊点高可靠装联方法。
背景技术
宇航电子产品在运行中需要经受低气压放电、热真空、振动、冲击等恶劣环境条件的影响。为提高整星供配电效率和解决配电系统低压大电流供电难题，我国部分卫星平台选用了100V母线电压体制。平台母线电压达100V，单机内部印制板上众多元件引脚电压达100V，甚至局部电压达到170V，但其焊点的装联均按照常规工艺实施。焊点形态的好坏会对高压焊点的低气压放电产生不同的影响，常规焊接工艺方法容易导致低气压放电(焊点容易存在尖锐边缘等)。若对低气压放电抑制措施不完善，则可能诱发二次弧光放电，从而导致电源短路，造成卫星供配电分系统失效。
针对这类宇航电子产品高压焊点的成形、搪锡、安装、焊接、清洗及检验技术，如果仍然采用现有的装联方法，将无法满足在恶劣环境下长时间使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，一种高压焊点高可靠装联方法，可以使得装联后的元器件能够抵抗低气压放电、热真空、振动、冲击等恶劣环境条件。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种高压焊点高可靠装联方法，主要包括如下步骤：
步骤(一)、对通孔元器件引脚成形并进行剪切，对剪切后的通孔元器件引脚进行搪锡，将搪锡后的通孔元器件引脚安装到印制板的焊接通孔中；
步骤(二)、对安装到印制板的通孔元器件引脚进行第一次焊接，第一次焊接采用焊料从焊接面流向通孔元器件引脚的焊接方式，焊接时间为2-3s；对于常用元器件，第一次焊接的温度为280-350℃；对于有散热装置或大面积接地的元器件，第一次焊接的温度为50-100℃。；
步骤(三)、对第一次检验后的引脚进行第二次焊接，第二次焊接温度为280-350℃，第二次焊接时间为2-3s。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，所述步骤(一)中，剪切后的通孔元器件引脚长度为0.3-0.7mm。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，所述步骤(三)中，第二次焊接温度优选范围为300-330℃。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，所述步骤(三)中，第二次焊接后焊点形状为半球形或者椭球形，半球形或椭球形焊点弧度为180°-200°，焊点半径为器件引线直径的2-3倍。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，所述步骤(二)完成之后，采用无尘纸沾无水乙醇或配合防静电刷蘸无水乙醇对第一次焊接后的焊点进行清洗。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，第一次清洗后的焊点的焊盘具有良好温湿性，与元器件引线之间呈凹面，润湿角小于55°；元器件面的焊料覆盖面积大于25％的焊盘面积，引线端头部位不暴露引线基材。
在上述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：所述步骤(三)完成之后，采用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗或配合防静电刷蘸无水乙醇刷洗第二次焊接后焊点，也可用去离子水直接清洗印制板。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明在装联之前首先进行通孔元器件引脚的成形和剪切，优化控制引脚从印制板焊接面伸出的长度，更有利于形成高压焊点，进一步提高焊点的可靠性；
(2)本发明在第一次焊接时采用正常焊接电压和焊接温度，实现了使器件引脚和焊盘电性连接牢靠；第一次焊接完成后，又进行了第二次的焊接，焊接温度280-350℃，利用第二次焊接形成高压焊点，二次焊接成形后的焊点表面更加圆润、光滑，不存在拉尖，有利于防范低气压放电现象的产生，并通过大量实验对第二次焊接电压和焊接温度进行了优化，第二次焊接温度优选范围为300-330℃。
(3)本发明方法在一次焊接和二次焊接之后都需要检验，检验方法清晰明确，可操作性强，可以保证装联后的焊点能够抵抗低气压放电、热真空、振动、冲击等恶劣环境条件，确保装联可靠性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明合格的插装引脚一次焊接焊点示意图；
图3为本发明合格的插装引脚二次焊接焊点示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为本发明的流程图，由图可知一种高压焊点高可靠装联方法主要包括以下步骤：
步骤(一)、对通孔元器件引脚成形并进行剪切，与普通通孔插装引脚印制板1.5mm±0.8mm的长度不同，为保证后续能形成高压焊点，要求成形后引脚的剪切长度应保证在满足本体抬高高度满足设计及工艺要求的前提下，引脚从印制板焊接面伸出的长度控制在0.3-0.7mm；对剪切后的通孔元器件引脚进行搪锡，将搪锡后的通孔元器件引脚安装到印制板的焊接通孔中；
步骤(二)、对安装到印制板的通孔元器件引脚进行第一次焊接：
1.对于一般元器件焊点，使用智能电烙铁对高压引脚进行一次焊接，烙铁头的温度建议为280-350℃，一般元器件是指正常散热的元器件，如插装二极管、插装继电器、插装熔断器等。
2.对于有散热装置或大面积接地的元器件，如板上元器件的允许温度无特殊要求，采用热风预热台或热风枪对印制板上器件面局部预热后再焊接。预热时注意使用热电偶监测印制板板面温度，印制板加热面温度范围要求在50℃-100℃，具体温度可根据实际焊接透锡情况调整；所述大面积接地是指与焊点周围连续的任意层电路图形的铜箔面积超过25mm×25mm或在焊接过程中采用6系烙铁头(315±10℃)无法将焊点焊透的情况。
如图2所示为合格的插装引脚一次焊接焊点示意图，由图可知，预热达到热平衡后，在电路板2使用电烙铁焊接通孔元器件1的引脚，烙铁头温度不应超过360℃。焊接时间一般为2s-3s，形成第一焊点3。若在规定时间内未完成焊接要求，应待焊点自然冷却后，再重新焊接。焊接时，均采用一面(焊接面)焊接的方法，即焊料应从焊接面流向通孔元器件引脚方向，不应进行两面焊；经过焊接后若再进行剪切引线端头，则经再次剪切的引线应重新进行焊接。
对第一次焊接后的焊点进行第一次清洗，采用手工清洗，即使用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗或配合防静电刷蘸无水乙醇刷洗一次焊后焊点，要求无助焊剂、锡渣、纤维丝等多余物残留。
对第一次清洗后的焊点的质量和多余物进行第一次检验，检验内容包括：
1.焊点质量检验
第一次焊接成形后焊点，表面应清洁、光滑、明亮，无孔、无粒状及非扰动表面，并且是连续的；焊点中焊盘与元器件引线之间应呈凹面，并具有良好的润湿性，润湿角应小于55°；无特殊情况，要求100％透锡；焊料量应适当，焊料一般占满元件面和焊接面焊盘，并且360°圆周覆盖焊盘孔内焊料应百分之百填充，元件面焊料至少覆盖25％的焊盘面积，引线端头部位不应暴露引线基材。
2.多余物检查
检查用10倍放大镜检查印制板，清洗后的印制电路板组装件板面应洁净，不应有可见焊剂、焊锡残渣、灰尘、油污(包括手指印)等污染物。
清洗后的印制电路板组装件上标识应清晰，元器件筛选标记应完整，元器件应无损坏、断线、划伤等现象。
步骤(三)、对第一次检验后的引脚进行第二次焊接：
如图3所示为合格的插装引脚二次焊接焊点示意图，由图可知，使用智能电烙铁，通过增加焊锡量对第一次焊接后的第一焊点3进行二次焊接形成第二焊点4，烙铁头的温度建议为280～350℃，焊接时间一般为2-3s。成形后的焊点，要求元器件引线的尖锐边缘完全被连续、光滑的焊锡层全部覆盖，形成一个半球形或者椭球形焊点，不应存在暴露引线的尖锐边缘，焊点拉尖或夹杂(外来物)的情况，第二次焊接温度优选范围为300-330℃。
对第二次焊接后的焊点进行第二次清洗，可采用手工清洗或水清洗方法。手工清洗即使用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗或配合防静电刷蘸无水乙醇刷洗一次焊后焊点。亦可随整板进行水清洗，即按水清洗设备操作规程，用去离子水清洗印制板。
对第二次焊接后的焊点质量和多余物进行第二次检验，并照相留记录，第二次检验内容包括：
1.焊点质量检验
目检并辅助10-30倍放大镜或显微镜下检查所有高压焊点外形形貌，要求元器件引线的尖锐边缘完全被连续、光滑的焊锡层全部覆盖，形成一个半球形或者椭球形形焊点，第二次焊接后焊点形状为半球形或者椭球形，半球形或椭球形焊点弧度为180°-200°，焊点半径为器件引线直径的2-3倍。不存在暴露引线的尖锐边缘，焊点拉尖或夹杂(外来物)。
用带防静电手套的手指腹触摸高压焊点，再次确认焊点圆滑无拉尖、无引脚突出等现象。
清洗后的印制电路板组装件上标识应清晰，元器件筛选标记应完整，元器件应无损坏、断线、划伤等现象。
2.多余物检查
用10倍放大镜检查印制板，清洗后的印制电路板组装件板面应洁净，不应有可见焊剂、焊锡残渣、灰尘、油污(包括手指印)等污染物。
3.高压焊点照相留记录，备查。
实施例1
步骤(一)、对插装电阻引脚成形并进行剪切，引脚从印制板焊接面伸出的长度为0.5mm；对剪切后引脚进行搪锡，将搪锡后的插装电阻引脚安装到印制板的焊接通孔中；
步骤(二)、对安装到印制板的插装电阻引脚进行第一次焊接：
使用智能电烙铁对引脚进行第一次焊接，烙铁头的温度为320℃。焊接时间为3s。焊接时，采用一面(焊接面)焊接的方法，即焊料从焊接面流向元件面；第一次焊接后合格的插装引脚与印制板焊点参见图2所示；
对第一次焊接后的焊点进行第一次清洗，采用手工清洗，即使用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗第一次焊接后的后焊点，要求无助焊剂、锡渣、纤维丝等多余物残留。
对第一次清洗后的焊点的质量和多余物进行第一次检验：
1.焊点质量检验
第一次焊接成形后焊点，表面清洁、光滑、明亮，无孔、无粒状及非扰动表面，并且是连续的；焊点中焊盘与元器件引线之间呈凹面，并具有良好的润湿性，润湿角为45°；100％透锡；焊料占满元件面和焊接面焊盘，并且360°圆周覆盖焊盘孔内焊料应百分之百填充，元件面焊料覆盖30％的焊盘面积，引线端头部位不暴露引线基材，合格焊点如图2所示。
2.多余物检查
检查用10倍放大镜检查印制板，清洗后的印制电路板组装件板面洁净，无可见焊剂、焊锡残渣、灰尘、油污(包括手指印)等污染物。
清洗后的印制电路板组装件上标识清晰，元器件筛选标记完整，元器件无损坏、断线、划伤等现象。
步骤(三)、对第一次检验后的引脚进行第二次焊接：
使用智能电烙铁，通过增加焊锡量对已焊接的高压引脚进行二次焊接成形，烙铁头的温度为320℃，焊接时间为2s。成形后的焊点，元器件引线的尖锐边缘完全被连续、光滑的焊锡层全部覆盖，形成一个半球形或者椭球形焊点，不存在暴露引线的尖锐边缘，焊点拉尖或夹杂(外来物)的情况，如图3所示。
对第二次焊接后的焊点进行第二次清洗，采用手工清洗即使用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗第二次焊接后焊的焊点，焊点弧度为190°，焊点半径为通孔元器件引线直径的2.5倍。
对第二次焊接后的焊点质量和多余物进行第二次检验，并照相留记录：
1.焊点质量检验
目检并辅助20倍放大镜或显微镜下检查所有高压焊点外形形貌，插装电阻引线的尖锐边缘完全被连续、光滑的焊锡层全部覆盖，形成一个半球形焊点。不存在暴露引线的尖锐边缘，焊点拉尖或夹杂(外来物)，如图3所示。
用带防静电手套的手指腹触摸高压焊点，再次确认焊点圆滑无拉尖、无引脚突出等现象。
清洗后的印制电路板组装件上标识应清晰，插装电阻筛选标记应完整，插装电阻无损坏、断线、划伤等现象。
2.多余物检查
用10倍放大镜检查印制板，清洗后的印制电路板组装件板面洁净，无可见焊剂、焊锡残渣、灰尘、油污(包括手指印)等污染物。
3.高压焊点照相留记录，备查。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤(一)、对通孔元器件引脚成形并进行剪切，对剪切后的通孔元器件引脚进行搪锡，将搪锡后的通孔元器件引脚安装到印制板的焊接通孔中；
步骤(二)、对安装到印制板的通孔元器件引脚进行第一次焊接，第一次焊接采用焊料从焊接面流向通孔元器件引脚的焊接方式，焊接时间为2-3s；对于常用元器件，第一次焊接的温度为280-350℃；对于有散热装置或大面积接地的元器件，第一次焊接的温度为50-100℃；
步骤(三)、对第一次检验后的引脚进行第二次焊接，第二次焊接温度为280-350℃，第二次焊接时间为2-3s。
2.根据权利要求1所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：所述步骤(一)中，剪切后的通孔元器件引脚长度为0.3-0.7mm。
3.根据权利要求1所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：述步骤(三)中，第二次焊接温度优选范围为300-330℃。
4.根据权利要求1所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：所述步骤(三)中，第二次焊接后焊点形状为半球形或者椭球形，半球形或椭球形焊点弧度为180°-200°，焊点半径为通孔元器件引脚直径的2-3倍。
5.根据权利要求1所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：所述步骤(二)完成之后，采用无尘纸沾无水乙醇或配合防静电刷蘸无水乙醇对第一次焊接后的焊点进行清洗。
6.根据权利要求5所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：第一次清洗后的焊点的焊盘具有良好温湿性，与元器件引脚之间呈凹面，润湿角小于55°；元器件面的焊料覆盖面积大于25％的焊盘面积，引脚端头部位不暴露引脚基材。
7.根据权利要求1所述的一种高压焊点高可靠装联方法，其特征在于：所述步骤(三)完成之后，采用无尘纸沾无水乙醇反复擦洗或配合防静电刷蘸无水乙醇刷洗第二次焊接后焊点，或用去离子水直接清洗印制板。
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