插针类电子元器件针脚焊锡研究

插针类电子元器件针脚焊锡研究

王志才

合肥博微田村电气有限公司 安徽合肥 230000

摘要：在现今大大小小的电器设备或与需要用电的设备中多多少少都装有变压器、电抗器类电子元件，两类电子元件中插针类产品占半壁江山。该类产品针脚缠线后的焊锡经常会出现虚焊、锡渣过多、骨架烫伤引起的针脚变形等焊锡不良现象，不良品的出现会直接会间接产生不可估量的经济损失。为此，下文将结合我司插针类电子元器件的焊锡调试试验进行插针类电子元器件的针脚焊锡研究，从而得出焊锡温度、焊锡时间、浸锡深度等对插针类产品焊锡不良率的影响。

关键词：焊锡温度 焊锡时间 焊锡深度

引言

当今社会变压器、电抗器类电子元器件在人类生活中的地位举足轻重，所以两类电子元器件的质量问题备受关注，其中该类电子产品中插针类产品的焊锡质量问题更是被各生产商视为重中之重。但因为电子类产品的焊锡方式多样性与复杂性，目前关于电子类产品焊锡的研究且形成文献记录留存的并不是很多，所以在电子类产品焊锡过程中多以经验传承较多，这样在业界内电子类产品焊锡的研究仍旧停滞不前。目前业界内提出的焊锡不良主要指虚焊、产品锡渣过多、骨架烫伤引起的针脚变形等现象，为此，以下将从焊锡温度、焊锡时间、浸锡深度三个方面展开分析，得出各因素对虚焊、产品锡渣过多、骨架烫伤引起针脚变形的影响。

1焊锡温度对插针类产品焊锡不良的影响

1.1焊锡温度对虚焊现象的影响

虚焊是指针脚缠线处焊锡不够饱满绕线与针脚之间尚未被锡填满出现气隙或锡面有小孔且小孔做截面分析时小孔贯穿整个锡柱。虚焊产生的原因有很多，如针脚缠线发生氧化、针脚与缠线上或两者之间灰尘过多、助焊剂（松香类焊锡辅助材料）蘸取不充分等。

结合本厂数以万计大批次插针类产品针脚焊锡规律分析总结可得:一般情况下，针脚类焊锡的合适温度在400℃~425℃，温度过低，锡的粘度过大，铜与锡的化合反应不明显，锡不易粘附于针脚缠线上，焊锡结果显示针脚缠线处锡量稀薄或针脚与缠线之间填锡不充分。温度过高，针脚在接触锡的瞬间容易发生氧化，针脚表面的致密氧化层更容易阻碍针脚上锡的吸附，表现出针脚线圈局部区域与锡完全不兼容，针脚缠线完全裸露，且裸露部分暗淡无光泽；此外，有些情况下可见针脚缠线上沾锡充分，针脚缠线无裸露现象，但锡柱表面有许多肉眼可见气孔，这是锡温过高的另一种表现。

1.2焊锡温度对锡渣过多现象的影响

锡渣过多是指针脚周边的骨架上出现较为明显的锡的积瘤，当锡锅内发生炸锡或骨架接触锡面时骨架上都容易产生锡渣。一般情况在助焊剂适中的情况下，针脚缠线表面仅有薄薄的一层助焊剂，接触锡面时会瞬间挥发，所以焊锡温度并不会引起针脚周围骨架上锡渣的增多；但有些产品需要沾足助焊剂才能减小虚焊现象，但焊锡温度较高的情况下过多的助焊剂在接触锡面时会发生明显的气化现象引起炸锡，针脚周围骨架上锡渣自然会增加。

1.3焊锡温度对针脚变形现象的影响

在插针类产品中，焊锡的针脚或者与焊锡针脚垂直的针脚会在不同情况下按要求插入电路板中，所以插针类产品在针脚与针脚之间的距离和针脚与骨架之间的垂直度方面都有要求。插针类产品不管针脚是冷插进骨架还是热插进骨架，针脚过热都会引起针脚在骨架内原有的相对位置发生扭曲，使得针脚与针脚之间的距离和针脚与骨架之间的垂直度超出标准。由常识可知浸锡时间相同的情况下，焊锡温度越高针脚过热现象越明显，骨架烫伤引起针脚变形现象越明显。

2焊锡时间对插针类产品焊锡不良的影响

由公司内多年插针类产品焊锡试验数据分析可发下：当温度在合适范围内时，一般情况下铜线的最佳焊锡时间在1.2S ~2.1S，铝线最佳焊锡时间在1.8S ~3S。之所以存在焊锡时间在一定范围内波动，主要与生产环境温度变化密切相关，天气较热时针脚本身温度较高，浸入锡锅时锡锅内针脚周围锡的温度变化不明显，可很快恢复至最佳焊锡温度，锡在针脚上的吸附化合最理想虚焊现象减小，所以最佳焊锡时间会相对生产环境温度较低时有所缩短。焊锡时间过短锡与针脚的吸附化合不充分，针脚会出现局部区域未焊上锡，或者针脚焊上锡的锡面针孔明显。焊锡时间过长时，会发生一次焊锡针脚氧化层的二次焊锡或多次焊锡，叠层存在虚焊现象；此外，焊锡时间过长一些线圈较为贴服骨架的，骨架非金属会融化“渗入”线圈隔绝线圈内部与针脚之间的焊锡。形成比较严重的隐形虚焊。

由锡渣形成的主要原因可知，焊锡时间的长短并不会引起锡的飞溅与骨架与锡面的接触，所以焊锡时间并不会影响骨架焊锡一侧的锡渣过多。

因锡锅锡的温度一般远远超过骨架材料的熔点，焊锡时间过长，针脚持续传热，针脚周围的材料会逐渐变形超出标准，导致骨架烫伤，针脚变形。

3焊锡深度对插针类产品焊锡不良的影响

焊锡深度对产品虚焊、锡渣过多、骨架烫伤针脚变形的影响比较直观，焊锡深度越接近锡面，骨架表面沾锡或者溅上锡的风险越大，而且骨架直接被锡烫伤或者由于针脚过热出现烫伤的可能性越大；但在可规避锡渣过多或骨架烫伤针脚变形的情况下，针脚绕线浸锡深度越深针脚缠线沾锡面越全面虚焊现象越少。

4结论

插针类电子元器件骨架表面的锡渣过多会增加后续工位去除锡渣的工作量，直接影响单班单人的产能；此外，存在刮出锡渣不完全的的风险，后期组装检测出现短路增加不良品。根据以上焊锡温度、焊锡时间、焊锡深度与锡渣过多之间的关系可知在满足虚焊不良要求情况下，焊锡温度宜低不宜高，焊锡深度没过卷绕线圈即可。虚焊现象和焊锡温度、焊锡时间之间都有连系，且间接受工作环境温度影响，所有调节起来规律性不是那么直观，一般工作环境温差不超过15℃的情况下可以不必改动焊锡时间，在上诉焊锡温度范围内调节焊锡温度即可。考虑到骨架烫伤针脚变形的风险，在温度不得不调高的情况下适当降低焊锡时间。

参考文献

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