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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-04-22 08:11
1、 準備工作
1.1 核對型號規(guī)格
1) 文、物應相符，包含型號規(guī)格（包括規(guī)格中每個字母和數(shù)字要與設計圖紙相同）、數(shù)量、封裝形式等。有時會存在不同生產(chǎn)廠相同型號應用電性能會有較大的差異，相同元器件由于型號命名的后綴代碼不同（可能會涉及電性能分檔、溫度適用范圍、質(zhì)量等級、執(zhí)行的標準等），會對使用可靠性帶來影響。
2) 這些應有設計系統(tǒng)確認才能裝機使用,特別是進口元器件更應注意。
1.2 外觀檢查
1) 檢查元器件標志清晰性、涂層(包封層)完好性，檢查外表有無破損、跌碰，電極引腳(特別根部)有無損傷等。
2) 發(fā)現(xiàn)問題應及時反饋處理，處理后應有文字記錄。
1.3 引腳校直
1) 嚴禁使用尖頭鉗或醫(yī)用鑷子拉直引線。禁用目的：防止損傷引線。
應使用無齒平頭鉗或無齒鑷子對元器件引腳進行校直，并應采用“壓直法”。嚴禁“拉直法”，防止引腳根部受損傷，因為引腳根部的抗機械的能力最差。例如：
a) 凡有玻璃絕緣子或陶瓷封裝的元器件引腳校更應注意防止破壞密封性（玻璃絕緣子開裂或玻璃密封層開裂）。
b) 繼電器引腳彎曲超過7º屬不合格。其校直應送元器件相關專業(yè)人員進行校直。
2) 引腳經(jīng)校直后應用10倍以上顯微鏡進行外觀質(zhì)量復驗，確定沒有影響使用可靠性問題后方可使用。
1.4 去氧化方法
元器件經(jīng)篩選和庫房貯存(特別是保管環(huán)境條件不符合Ⅰ類庫房規(guī)定要求的)后，其電極引腳會產(chǎn)生氧化，需要除去污染或氧化層。方法一般為：
1) 一般元件
a) 用無水化學純酒精（用F113氟碳化合物已被禁用--環(huán)保問題）去污。電極引腳輕度氧化時，經(jīng)工藝許可后可采用細砂紙輕輕除去氧化層，但只適用粗的引腳，不適用細引腳(應根據(jù)元器件引腳材料、形式、鍍覆和抗機械強度由工藝師規(guī)定)，更不適用可伐合金引線。
電極材料：元器件電極（引腳）材料一般有：銅、可伐合金(鐵、鈷、鎳合金)等；
電極形式：元器件電極（引腳）形式一般有：園柱型、扁平型、各類片式等；
電極鍍覆：元器件電極（引腳）鍍覆一般有：錫鉛合金(含無鉛的純錫)、銀、金、鎳等。其中：銀易氧化、遷移；純錫也易遷移，且焊接溫度高；鎳耐氧化，但不容易焊接。
b) 限制條件：應僅在裝配焊接部位搪錫。
2) 中小功率半導體三極管
由于此類管子引線是可代合金，應避免采用刀刮和砂紙去氧化。如果氧化嚴重，只能用無水化學純酒精去污辦法，如果采用細砂紙輕砂時，不可將引線鍍層（金或錫）砂掉，否則要影響焊接質(zhì)量。原因：可代合金是難焊材料，將造成無法搪錫或雖經(jīng)反復搪錫或有強氧化劑搪上錫，將能產(chǎn)生不利因素（如焊接熱過高損傷元器件）。
3) 大功率三極管
大功率三極管的e、b引腳是可代合金材料，電極的形式和鍍覆很多，采取何種方法去氧化，視各類管子的鍍層而定：應預搪錫后才能裝；如搪不上錫，要試驗一只來決定采取何種方法。注意事項：這類器件的電極材料均為基本都是可伐合金表鍍覆，不管哪種方法不能產(chǎn)生機械性損傷，暴露出可伐合金材料，否則更難搪錫或焊接。
4) 扁平封裝的IC
扁平封裝的集成電路的引線不允許用刮刀清除氧化物。禁用目的：防止元器件損傷。采取的措施：可用繪圖橡皮等輕擦（建議用專用硬橡皮輕擦—無硫化橡皮）。
5) 微封裝元器件
微帶元器件、微波二極管、微波集成電路等的引腳抗機械強度一般均比較弱，預處理時應防止引腳跟部受傷。
6) 靜電放電敏感器件
MOS器件等靜電放電敏感器件搪錫前的預處理，必須按靜電放電防護方法處理。
1.5 鍍金層處理
不允許在鍍金層上直接進行焊接。鍍金的導線芯線、元器件引線、各種接線端子的焊接部位，需經(jīng)搪錫處理后，才能進行焊接。禁用目的：防止金脆。采取的措施：引線表面金鍍層厚度大于2.5μm，需經(jīng)過兩次搪錫處理，小于2.5μm者應進行一次搪錫處理。
專家處理意見：由于SMD（表面貼裝元器件）引線的金鍍層很薄(小于1μm)，焊接時金鍍層擴散，SnPb焊料直接與引線金屬結(jié)合，形成合金，不會影響焊點質(zhì)量。因此，鍍金的SMD引線焊接前可以不經(jīng)搪錫處理，直接焊接。。
鍍金引腳正式焊接前搪錫目的是，通過預搪錫把金層吃掉（潤濕－擴散－冶金結(jié)合），因金錫合金層材料脆松，易產(chǎn)生大的歐姆接觸，產(chǎn)生虛焊，影響使用可靠性。
2、 搪錫中注意事項
2.1 引線不搪錫長度
1) 一般要求
引線離本體不搪錫長度一般應≥2mm。作為元器件檢驗，引線根部≤2mm處也不作考核。
如有特殊要求，應采取措施：
a) 特殊工藝，這工藝應考慮溫度對元器件的損害程度分析，如元器件達不到要求應選用其它適用的元器件。
b) 元器件采購時，應在訂貨技術條件提出明確要求。
2) 特殊要求
a) 密封固鉭電容器正極引線搪錫要盡量遠離錫封口。
原因：電容器腔內(nèi)處于負壓，當電容器正極錫封口的錫熔化后會倒吸腔內(nèi)，造成多余物或短路等致命失效。雖X光檢查目的是剔除多余物，如搪錫不當而產(chǎn)生多余物，此時往往不再進行質(zhì)量檢查而不易發(fā)現(xiàn)。
b) 搪錫工作的任務再忙，一定要誰裝配誰搪錫，操作人員必須經(jīng)專項培訓合格上崗，未經(jīng)培訓考核合格的人員不允許操作。
元器件一次搪錫的數(shù)量和引腳搪錫深度要有限止和控制。
檢查方法：注意觀察固鉭電容器正極錫封口錫量大小和形態(tài)的變化，可以粗略判斷正極錫封是否倒灌進電容器空腔內(nèi)。
2.2 成形前或后
扁平封裝IC應先成形后搪錫，其他一般先搪錫后成形。
2.3 搪錫溫度與元器件耐環(huán)境溫度條件的關系
1) 元器件的最高極限溫度
元器件的正極限工作溫度或環(huán)境溫度一般有：+85℃、+125℃或+150℃等。如：
a) 大部分電容器大多為+85℃，過熱會造成元器件的致命失效。
b) 有機介質(zhì)電容器(如：CL、CB等)耐溫性較差。
c) 激變高溫對多層瓷介電容器本體或端電極材料開裂而失效。
d) 金屬封裝和陶瓷封裝的半導體器件一般都能達到+125℃。
e) 塑封器件的耐溫一般較低。
2) 元器件焊接試驗溫度
對元器件溫度試驗有兩個主要試驗項目：可焊性和耐焊接熱（屬破壞性試驗項目）。
各類元器件可焊性試驗和耐焊接熱試驗的溫度不相同，詳見下表。
注：各類元器件可焊性試驗溫度均以引線外表層為錫鉛合金為基礎，對于無鉛的純錫層引線如何確定試驗溫度，目前還沒有標準依據(jù)。
3) 搪錫溫度的控制
從表1元器件溫度試驗項目中試驗溫度可知，如果搪錫溫度或焊接溫度在大于260℃至350℃之間，可見是具有破壞性的。故搪錫時要嚴格控制的時間，并且有下列限制條件：
a) 在規(guī)定時間內(nèi)沒有完成搪錫時，必須冷卻后再進行下一次搪錫，但最多不得超過三次。當搪錫搪不上時，應立即停止操作并查找原因（如：是氧化層未去凈、焊劑使用不當、設備因素呢，還是元器件本身質(zhì)量等原因），待原因分析清楚后再進行搪錫操作，建議將該批樣品送失效分析。
元器件引腳電極氧化原因?qū)е绿洛a無法搪上問題經(jīng)常發(fā)生，元器件本身也會存在問題，國產(chǎn)元器件問題較多，再經(jīng)過二次篩選試驗，使問題更突出，進口問題較少。
b) 凡軸向元器件引線進行搪錫操作時，一端引線(或一次)搪錫后，不管是否搪好，要使元器件充分冷卻后才能對另一端引線(或再次)進行搪錫操作。
2.4 其它注意事項
1) 錫珠多余物產(chǎn)生問題
a) 凡有絕緣子的元器件（如半導體三極管、繼電器、晶體等）搪錫時，要在引線根部的玻璃絕緣子上蓋上牛皮紙或多層紗布，以防絕緣子粘上錫珠多余物。
b) 在采用超聲波搪錫時，因超聲波振動所形成的錫霧，會濺落在元器件引線根部周圍，用10倍顯微鏡能在引腳根部四周觀察到粘附著的細小顆粒狀錫珠，嚴重時這些細小顆粒狀錫珠能連成一片，輕則造成絕緣電阻或抗電能力下降，重則引起致命的短路失效。如：某型號調(diào)試中發(fā)現(xiàn)北京774廠的三極管時好時壞，排故了很長時間，最后取下此器件，復測又合格，在顯微鏡下外觀檢查，發(fā)現(xiàn)由于生產(chǎn)廠搪錫采用超聲波搪錫，造成器件底板上粘滿了細小顆粒狀錫珠，使用時引腳套了絕緣套管，在某一特定狀態(tài)下造成器件短路。在對庫存的器件進行復查，發(fā)現(xiàn)凡搪錫交付的器件，或多或少都存在這類問題。這些問題用肉眼難以發(fā)現(xiàn)，在顯微鏡下能方便檢查出。
c) 有空腔的半導體器件(特別是集成電路)不宜采用超聲波搪錫。原因是超聲功率對內(nèi)部芯片的鍵合的硅鋁絲焊點有破壞作用，如果采用應嚴格控制頻率和功率。
d) 在錫鍋搪錫過程中，元器件從錫鍋中拉出時有一個拋的動作，使多余的錫飛濺，粘在其它元器件的外殼上，產(chǎn)生新的導電多余物，這些多余物不易被發(fā)現(xiàn)，此類隱患如帶入裝配后的整機，后患無窮。
2) 熱敏感元件過熱向題
a) 熱敏元器件（如熱敏電阻等）應采取冷卻措施后，才能進行搪錫操作，否則要損壞元器件。原因，這類對溫度敏感的元器件，一般對溫度高熱敏感只有一個小的范圍，如超過這個元器件規(guī)定的敏感范圍，往往會產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，或使原來的電性能發(fā)生變化或退化。
b) 超小型的熔斷器不是機械斷開，而是熱敏感斷開。這些熔斷器要進行特殊的處理和焊接。這些熔斷器引線彎曲是特別敏感的，如果引線需要成形，在彎曲之前，應是將端頭帽和希望彎曲部位之間的引線予以支撐，決不要抓住熔斷器本體彎曲引線。
c) XX用熔斷體的使用注意事項（XX電子有限公司生產(chǎn)，屬瓷管封裝、線連熔斷器）：
熔斷體引線彎曲以離本體3mm以上；
引線上錫或焊接時，應在熔斷體本體上加以散熱條件，引線上錫處離本體距離要大于5mm以上，并一次上錫或焊接時間不超過3秒鐘，烙鐵功率不要大于20W；
不要用銳器劃傷熔斷體表面或重物壓住，以免損壞其氣密性能；
長期存放條件宜通風干燥，貯存溫度-10℃～+35℃；
本產(chǎn)品采用充氮玻璃管封存包裝，不使用時請勿打開玻璃管塞蓋，以免氮氣逃逸。
3) 接插件焊接松香問題
波段開關、插頭座電連接器等元件，一般不宜用錫鍋搪錫，可采用電烙鐵搪錫，被搪錫的引腳應向下傾斜一定的角度，目的是防止松香助焊劑流入至插針、插孔齒合接觸部位，影響電氣接觸可靠性。
此問題不易發(fā)現(xiàn)，后果很嚴重，在失效分析中很常見，如：微動開關(很難焊，傾斜時也難搪錫)，面板用扭子開關、電連接器的插針插孔，由于松香焊劑在焊接中的升華和流動，會造成失效。松香加熱超過80℃后熔化，175℃以后活化加劇，流動性大；松香是絕緣體，當加溫后從固體升華為氣體，氣體吸附在接觸面后又回復成固體，產(chǎn)生的絕緣膜而使電氣接觸不良。不能認為焊接后還要用酒精清洗，實際是很難完全能清洗干凈的。
4) 重復搪錫問題
園柱型金屬殼密封結(jié)構(gòu)的鉭電解電容器，其電極引線出廠前均已搪錫處理過，生產(chǎn)廠推薦不用再搪錫，可以直接裝焊。如再次搪錫，固鉭電容器正極引腳錫封口被熔化，使焊錫倒灌進入電容器空腔內(nèi)造成短路失效。
5) 電損傷問題
防止搪錫鍋帶電，對元器件產(chǎn)生電損傷。搪錫鍋接地不良(搪錫鍋接地性能往往不易被關注)或三相電負載嚴重不平衡時地電位升高而帶電，除會對靜電放電敏感器件造成電損傷外，對一些元件也會產(chǎn)生損傷。
如手持液鉭電容器一個電極(正確方法是：手持電容器本體，因本體上均會套熱縮絕緣套管)，對另一個電極搪錫時，如果與人體之間形成回路同時對電容器施加了大于100mV的反向了電壓，則會對液鉭電容器產(chǎn)生致命電損傷(液鉭電容器不允許施加任何數(shù)值的反向電壓)。
6) 無鉛電極搪錫問題
一般無鉛電極搪錫溫度比普通傳通使用的元器件(錫鉛合金) 高約(30～50)℃左右，在焊接工藝中應對無鉛電極搪錫溫度有特別規(guī)定的處理辦法。
在JEITA和歐盟的《限制有毒物質(zhì)指令》(RoHS)與《報廢電子電氣設備指令》(WEEE)公布的限制的相關內(nèi)容規(guī)定，禁止使用有鉛材料(對操作人員危及身體健康)。因此，國外元器件如無特殊需求，均采用無鉛(Pb)的純錫(Sn)結(jié)構(gòu)。由于通用的無鉛焊料的焊接溫度比含鉛焊料的焊接溫度高(30～50)℃以上，且要求焊接時間更長，否則會產(chǎn)生虛假焊，而高的焊接溫度對元器件可靠性是有害無益的，對航天高可靠性更是具有危害性的。
此外，純錫是非?；顫姷慕饘?，在特定的條件下易生長錫須，這會造成絕緣電阻下降或短路擊穿等質(zhì)量問題。為防止純錫焊點生長錫須，應做好焊點的清潔措施。
為了減少錫須生長和遷移，確保航天產(chǎn)品的高可靠性，歐洲空間標準化合作組織(ECSS)標準空間產(chǎn)品保證 ECSS-Q-60B《電氣、電子和機電(EEE)元器件》中規(guī)定：用純錫（對PbSn合金來說Pb含量小于3%）作引線、引出端和外表面涂覆的元器件不得使用。在美國航空航天局NASA確認的MIL標準中也已明令禁用無鉛焊料的元器件端電極。
這些規(guī)定，還可以防止因個別元器件采用高焊接溫度對被焊元器件產(chǎn)生熱過應力，或?qū)ζ渌噜彽脑骷a(chǎn)生過熱損傷(在波峰焊或載流焊中，此問題會變得更突出)，因為焊接過熱對所有元器件都會產(chǎn)生可靠性問題。這不能看作僅僅是一個單純的解決焊接可靠性的問題。
鉛錫焊過程中，應做好必備的勞動防護工作，操作人員應有自我保的意識，不能有設施不使用。
來源：黃銅駱駝服務號
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