从 SMT 贴装到整机测试的工艺实践
发布于 2026-10-28
航天产品通孔插装器件焊接工艺区别于其他产品,国科环宇南京公司基于对QJ 3117《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》、QJ165C《航天电子电气产品安装通用技术要求》、QJ 3267《电子元器件搪锡工艺技术要求》、QJ 3012《航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求》等标准的探究及多年从事航天产品电装的经验,制定了我司航天产品通孔插装器件焊接工艺。
引言
航天产品通孔插装器件焊接工艺要求相较于非航天行业会更加严苛,国科环宇南京公司基于对QJ 3117《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》、QJ165C《航天电子电气产品安装通用技术要求》、QJ 3267《电子元器件搪锡工艺技术要求》、QJ 3012《航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求》等标准的探究及多年从事航天产品电装的经验,制定了我司航天产品通孔插装器件焊接工艺
国科环宇南京公司通孔插装器件焊接工艺的核心要求可概括为:引线先剪切成型后完成搪锡、抬高安装、焊料孔内填满并双面润湿、严格控制温度与时间、自然冷却、100%清洗并100%检验。
元器件引线插装后应露出印制电路板1.5mm ± 0.8mm,采用留屑钳对多余引线进行剪切,剪切过程应使用钳子的剪切面,防止夹伤引线、产生毛刺或应力集中等其他质量问题,剪切和焊接的顺序必须遵循“先剪后焊”原则。
元器件引线应按规定进行搪锡处理,镀金的引线应进行二次搪锡处理,以避免“金脆”风险。
元器件安装时,应避免出现气密安装现象:气密安装是指元器件本体紧贴板面,妨碍焊料流动到被焊接金属化孔在焊接终止面焊盘的安装形式,元件与 PCB 之间密闭的空气受热膨胀,会阻挡焊料润湿,引发焊接不良。
针对特定器件,需采用抬高 0.5mm~1.0mm 的方式焊接来规避该问题,适用对象包括:1. 功率大于 1W 的器件;2. 玻璃二极管;3. 元器件安装位置印制板存在印制线。
焊料只能从印制电路板的焊接面/引脚侧流向元件面,焊料应覆盖焊接面的整个焊盘,元件孔内应填满焊料。在PCB 板厚较大、孔径微小或接地孔散热较快等情况下,传统手工焊接工艺无法保证透锡率100%的要求。
因此国科环宇南京公司配置了选择性波峰焊设备,依靠喷嘴输出动态加压锡波、单点独立工艺控制、局部氮气保护(氮气纯度≥99.99%),给通孔持续的锡液压力、充足浸润温度,克服厚板、小孔、大热容量带来的热量流失,从而保证孔内焊料爬升填充,稳定满足透锡率要求。
手工焊接元器件时,烙铁头温度宜为 280℃,任何情况下均不应超过 330℃;引线较粗、焊盘连接大铜箔这类散热较快的特殊场景,最高可允许至 360℃。一般通孔插装元器件焊接时间控制在 2s~3s,热敏元器件为 1s~2s。若在规定时长内焊接质量未达标,需等待焊点冷却后再重新焊接。
焊点形成后电烙铁应迅速离开,焊点在室温下自然冷却,禁止用嘴吹或采用其他强制冷却方式;焊料凝固期间焊点不应受任何外力;双列直插器件应采用对角线方法依次焊接,避免局部过热。
应对电子元器件安装位置和极性的正确性及焊接点质量进行100%检验。
合格焊点应符合:表面光滑、明亮,无针孔或非结晶状态;焊料润湿所有焊接表面,形成良好锡焊轮廓,润湿角一般小于30°;焊料充分覆盖连接部位但略现引线外形轮廓,无不足、无过量;无划痕、尖角、针孔、焊剂残渣、焊料飞溅物及其它异物;不呈滴状、尖峰状,相邻导体不桥接;焊料与连接件间无裂缝、断裂或分离;无冷焊或过热连接;印制电路板、导线绝缘层和元器件不过热焦化发黑,基材不分层起泡,焊盘不起翘。
焊接完成后应对焊接部位100%清洗,经清洗合格后方可检验。检验借助放大镜或体视显微镜目视观察元器件及焊点表面, 使用X-Ray检查金属孔内透锡率。
通孔插装器件焊接工艺要求以抬高安装为关键,通过先剪切成型后搪锡、插装后露出1.5mm ± 0.8mm实现焊接的可靠性,并辅以合理的孔径间隙、先剪后焊、孔内填满、温度时间受控、自然冷却、100%清洗与检验,共同保障航天产品在发射振动、在轨温变等苛刻环境下焊点长期可靠。该工艺属于高可靠装联的强制性工艺规范。
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