QJ 3086-1999 表面和混合安装工艺印制电路板组装件的高可靠性焊接.pdf

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1、l 嚣圄中国黠天工业总公司航天工业行业标准表哥和混合安装印制电路板组装件的高可靠性埠接l. l 主题内容QJ 3086-99 本标准规定了表面安装如混合安装邱髓电路极组装件高可靠性辉接的工艺技术要求及检验要求。t. 2适理范匮本标准适用于航天电子产品采理表苗和涯合安装工艺印章tl电路板组装件的焊接和检验。2 51勇文件GB 3131 -88锡铅焊料GB 9491 -88锡焊用液态焊jftj（松香基）。165A-95航天电子电气产品安装通用技术要求。201A-99印制电路极通用规毫QJ 831A-98航天用多层印制电路极适用规范QJ 2711 -95 静电放电敏感器件安装工艺挂术要求。3011-

2、98航天电子电气产品焊接通用技术要求QJ 3012-98 航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求3定义本章无条文。4 最要求4. 1 材料4. 1. 1 嬉料a. 焊料应符合GB3131的有关规定；常见焊料成分物态范围、性盾和用途见表10 中噩航天工韭总公司1999-02-14批准1999-10-30实施QJ 3086-99 表l常丑焊料性能和用途得料成分物态范围性质和黑途Sn63Pb37 183E 共品常温焊料，温度界限达到i临界值的印制电路板组装件焊接和要求嬉解范围非常窄时应用，表面安装和渥合安装佳选焊料。Sn60Pb40 183S- 188L I扉途同上Sn62Pb36Ag2 179E

3、l共Ag晶常酬时鹏在时提问的脚可睡MPa材料的析出，从南防止对镀银表面的破坏。注：表中S：匾态：1：液态：E：共晶态。b. 焊膏膏状焊料：焊膏应满足以下要求：粘度：单点涂膏时所黑焊膏粘度应为：1.5 105 3 x 105CP; 采用丝网印刷时焊膏粘度应为：4 105 6XJ05CP; 金属含量：嬉膏合金成分应占贡量比的85%929忘或体积比的60%70%;粒度：焊蕾的颗粒度尺寸应为SOm90m。4. 1. 2焊剂m_采用特合GB9491的R型或RMA型焊剂，采用RA型挥到对应得到有关部门的批准。4. 1. 3秸接报粘接剂应满足以下要求：a. 桔接剂必须对各种元器件和印制电路极没有腐蚀作用，具

4、有较强的稳定性，不易挥发：b. 粘接荆应该易于点滴、不拉丝，具有良好粘接强度，在焊接过程中有可靠地定位性和粘接性；c.根据要求，应考虑粘接剂的绝缘性能；d. 为防止热应力，如离支座高度或者在振动中为得到挽械支撑丽在器件下面应用站接剂，必须对其膨胀系数、玻璃化临界温度和模量进行测定，以保证焊接的可靠性。4. t. 4清洗剂清洗剂应满是以下要求：a. 用于清洗油渍、润滑剂、污辑、焊娟和焊剂残渣的窑剂不应该有导电性和腐蚀性；b. 清洗剖不应该使元器件或材料的贯量下降或退化，也不应该清黠元器件标记，并且应正确地结潜荆以掠识，保存在干净的和没有污染的条件下；c. 清洗剂应该定期更换，如有污染或有分解迹象

5、的清洗剂不应该再使用；d. 推荐溶剂有：无水乙醇、去离子水、三氯三氟乙饶、异丙醇等。4. 2 工真4. 2. 1 工具接QJ3011中4.2.1条的要求。4. 2. 2 电嬉铁头应该具有一层窃止在熔融焊料中损失的表噩金属。嬉铁头的基体金属和镀2 OJ 3086-99 罢可以采用纯铜、铜璋合金或镜铅合金，外镀镰层或其它镀层。如果镀层提坏达到析出基捧金属而影瞬焊接程度时，M.该更挟新的烙铁头。4. 2. 3使用温挂娼铁，应定局对婚铁的控制温度显示进行校验。4.3设备4. 3. 1 焊蕾漳覆设备4. 3. t. 1 丝网印羁设备丝网码1剧设备应该具有良好的定位现重复精度，以保证焊膏准确地涂覆在fjJ

6、制电路板的厚盘上。4. 3. t. 2 手工漳覆设备子工涂覆设备可以进行单点、滴涂焊膏，能够控都挥膏滴涂的量租厚度，也可用于粘接剂的滴涂。4.3.2黠装设备能够保证所贴装的元器件准确定位在印制电路扳的焊盘上，定位精度不大于0.lmm,贴装系统不能对元器件和印制电路板造成任何损伤。4.3.3擂装设备插装设备在插装时不应该对元器件租印制电路板造成损伤，应能根据印制电路板的设计正确地检查元器件，并把元器件的引出线或槽形器件的接头对准印制电路板的接线孔部位。4. 3. 4挥接设备4. 3. 4. 1 波蜂焊设备按QJ3011中4.2工l条要求。4. 3. 4. 2 再流焊接设备按QJ3011中4立2.

7、2条要求外，还应满足下列要求：a. 热风耳流焊接设备应能移在焊接前将焊接元器件上的焊膏颈热到70120z可以将组装部位稳定加热到260320；在焊接时不应该使捍接的组件产生过度的移动或撮动，致使器件偏移丽导致焊接不合格；b. 红外再流焊接设备要求至少有预热和焊接两种渥区，预热区温度应能达到130-150：焊接区温度应能达到220230；在焊接过程中，不应使印割电路握和元器件受到振动冲击和静电损街：c. 激光软好焊设备应能进行单点焊接和连续焊接：光斑最小直径应达到0.2mm；焊接过程中只对元器件进行有效焊接，币不应对其元器件造成损伤；d. 汽相焊接设备应具有能筝将印蘸电路板加热到预热温度70-1

8、00的辅助装置；使用的再流流体的沸点至少M.高于焊料熔点20；在焊接过程中可以使焊接温度稳定在215土6范噩内。4.3.5肇修用薄接设备维修用焊接设备应能满足如下要求：也能移准确地将多引线器件定住在印制电路板的设计焊盘上；b. 能够准确地拆、装元器件，并且不能对周围的元器件造成提伤；已具有清除印制电路援上多余焊料的功能。4. 3. 6清洗设备3 QJ 3086-99 清洗设备可以是手动和自动的多区段的类型，可以采用多种类型的清洗剖进行综合清洗。清洗设备包括汽相清洗设岳、超声清洗设备、喷辞辛清洗设备等。4. 3. 7撞测设备检测设备应能对印制电路毅、元器件、焊点的外现和内部特姓进行拴醋。4.4

9、印制电路摄4. 4. 1 表面安装和混合安装采用的印制电路板前基材主要有：有机基材、金属基材、掏瓷基板。选用基材时，主要考虑材料的热膨胀系数（CTE）和既要安装器件的热影胀系数是否E配。若不匹配，应采黑补程措施。一般采用自覆锅稽环氧玻璃布层压扳和覆锅？自聚吕氟乙烯玻璃布层压板割成的印制电路板。a. 邱吉g电路板表面应清洗无污物，印能电路板上元器件焊盘大小，元器件孔径应和元器件引线大小相匹配；b. 印制电路板应克裂缝，导电图影表噩应元越伤；c. 当采用不同的焊接方法时，所设计的表面安装焊盘应与之相适应。4. 4. 2 印制电路板在符合QJ201A、QJ831A的规定。4. 5元器件a. 元器件应

10、具有庭好的引线共面性，其平面偏差应不大于O.lmm；在特殊情况下可放宽至与引线厚度相同：b.元器件在线或电极的焊料涂镀墨厚度应大于8m，涂镀层中锡含量应在60%63%，片式元件电极表面上的缺路面积应小于电极全部菌载的5%;c.元器件的尺寸公差应符合有关标准的规定：d.元器件应能承受s?X.21s，每循环60s的汽柜挥和5次230，每锚环20s的红外再流焊焊接；并能承受在260吃的嬉融搏料中，至少10s的浸渍；e.静电敏感器件应按QJ2711的要求：t元器件应在清洗的温度F酣蓓荆，标记不脆落，旦不影响元器件性能；g. 所有元器件应该是按有关规定筛选、老化、糖试及检验合格的产品。4. 6环境要求4

11、. 6. 1 环境条件按QJ165A中3.1.4条要求执行。4. 6. 2所有设备都应良好接地，对易出现金险的地方应有明显的标识。4. 7人员操作者应经过专业技术培圳，有上岗证和专韭知识考核的合格证书。5详细要求5. 1 工艺流程4 表面安装和混合安装的型式如下：a.单匪全部表面安装；b. 双面全部表面安装zc. 单西混合安装；OJ 3086-99 d. 双面混合安装。表面安装的典型工艺流程如图lo反面贴装SMO面一备一一膏一m一一接一一准L焊一一引了一焊一艺寸里印寸一民寸一流一一工一一丝一一一脏一一再一翻转印制板5 (b）混合安装(a）表面安装OJ 3086-99 工艺准备装插通孔元器件翻转

12、印JlitJ板反面点涂波粘熟i重占装SMO型化胶粘弗j翻转印制板波梅焊接清洗结束(C）温合安装图1表面安装和混合安装的工艺流程图6 OJ 3086-99 5. 2襄菌安装5. 2. 1 缉毒和秸接剂韵涂覆5. 2. 1. 1 黑丝两印属机或手工涂覆设备将焊膏涂覆到焊盘上，焊膏在焊盘上的涂覆面积不应小于焊盘的70%；焊膏涂覆后，应无严重塌落，边缘整齐。5. 2. 1. 2 当需要采用粘接剂来固定片式元器件时，要求粘接弗j不能流出元器件的蔬亩，厚度不高于印制电路板面0.4mmo5. 2. 2元器件黠装a. 矩形片式元件的电极要求全部位于婷盘上，允许稍有铺移，铺移不应超出元件电极宽度的15%;b.

13、无引线元件应该直接焊接到印制电路板上E元件不应该重叠安放，也不应该替接在其它零件或元件例如导线引出端或其它正确安装的器件的空惊上；c. 小外影晶钵管等具有少量短引线的元器件，贴装时允许在X或Y方自上及角度稍有偏移，但必须使引线全部位于焊盘上；d. 小外形集成电路允许贴装铺移，f旦应使每括引线根部在内的元器件引线宽度的一半位于焊盘上；e. 多引线器件贴装时允许有偏移，但必须使引线宽度的3/4和引线长度的3/4位于焊盘上。5. 2. 3薄接5. 2. 3. 1 无言i缘无器件的撵接a. 无弓i线元器件焊接后，元器件在焊盘的倒翼突出量不应超过元器件宽度的159毛；同时应保留最小导线间里I!;b. 元

14、器件的金属端电极应最少有75%覆盖在焊盘上：c. 元器件的焊接偏移不应使其与邻近的印制电路或其它金属涂层的商距小于要求的最小揭隙；& 元器件的嬉接应使其与印制电路板表面的平面角小于10。2e. 元器件的壳体与焊盘之间的闰距不应该小子0.1mm，组也不在超过0.4mmo焊接具体要求参见表2和图2(a）（d）所示。表2无引线元器件挥接要求参数名称代号图示尺寸限制最大辉接偏移A 图2(a) 0.15xW 最小搭接量L 国2（的75号lo最小焊接高度沁f国2( c) 0.3 x H或0.5mm元器件和焊盘阔距x 国2( c) 0.1 0.4mm 最大额角c 国2(d) 10 7 焊料元件! L：最小7

15、5%(a）合格的焊接偏移M：最小0.3x II或0.5m阳X: 0. 1 !IJ 0.4mm (c）最小焊接高度及元器件和焊盘问距得盘嚣2无引线元器件的焊接(b）最小搭接量焊料C：最大10。(d）元件焊接倾角5. 2. 3. 2 MELF元悖的焊接MELF元件的焊接按QJ3011中5.3.2.2.2条的要求。5. 2. 3. 3有引线器件的焊接a. 器件的焊接偏移不应该使它与邻近的印制电路或其它金属涂覆部位的问距小于要求的最小间隙；b. 器件的引线宽度至少有85;l毛在焊盘上，引线长度的759毛应在婷盘上，引线超出焊盘不得超过引线长度的259毛；c.焊料在号！线上必须向上延伸0.5mm或延伸引

16、线厚度的50%;d. 如果使用树眉站结剂吕定器件时，树崩覆盖E积应该限制在器件安装后连接表面if积的259毛；8 e.辉接好的器件壳体不应该有裂瘦、如i痕、碎裂、断裂或其它提伤。焊接具体要求参见表3和自3(a）（b）所示。表3有寻i线器件焊接要求参数名称代号图示尺寸摄制最小长度搭接量L1 图3（的、（b);: 75% L 最小宽度搭接量飞剖可图3(a) ;: 85% w 最小焊接高度H, 图3(b) ;: 50% H 寻i线和焊盘离度孔4图3(b) 。.Imm0.4mmOJ 3086-99 L, 焊盘(a) 弓i线飞，rkU J也、图3有引线器件的嬉接5. 2. 3. 4 勺”型租“V胃型引线

17、器件的焊接a. 器件的引线应全部覆盖在焊盘上；b. 焊料不能与器件底部接触，焊料填角最小到达柱脚的中，合部位，引线外形应可见：c. 最大的焊接厚度（X）为0.75mm,最小侧重结合长度（L）大于D的75%。焊接具体要求参丑图4oM （柱剿的中央）X: 0.75mm最大L 引出端焊盘D x L “J”形引出线“V”形引出线型4“1”形和“V”形寻i线器件的焊接9 OJ 3086-99 5.3 混合安装5. 3. 1 元器件通孔安装和焊接按照QJ3011、QJ3012的要求进行。5.3.2 混合安装中的表E安装元器件的安装和挥接按5.2条要求。5. 3. 3 需要采用波埠焊时，表面安装元器件要采居

18、粘接剂粘接。5. 3.4 当两面都有表面安装完器件，其中一面又有遥孔安装元器件时，应采ffl红外再流婷，先焊有通孔安装元器件的一面，而后对另一面表哥安装元器件进行站接、E化后，再翻面插装通孔安装元器件进行波蜂焊。5.4清洗a. 应该选用合格的搭剂进行清洗，清洗荆选用符合4.1.4条中的要求：b. 清洗的方法可选用去离子水清洗、无水乙醇棉球擦洗等。对不同的正!l制电路板应选眉不同的清洗方法或几种方法同时进行；c. 清洗弗j使用时，不得以任何方式将己溶解的焊剂沉在物带到诸如开关、教调电容器、电位器或电连接器表面；d. 清洗后，烘干：并对清洗的洁净度进行垃查。溶液的电阻率在大于20Mficm或梧应的

19、导电率小子O.SS cm-10 5.5撞撞5. 5. 1 焊点的撞验a. 焊点表面清浩、光滑、明亮；不应有裂缝和剥离的痕迹和凹凸不平的现象：b. 焊料的ffl量及分布适当，不应出现冰柱状，峰状及桥体状的多余焊料：c. 焊点不应出现蛊焊、袭纹、空渭、脱焊、不濡温、金层脱落等缺陷：d. 通过导线轮廓应能确定导线外现弯曲方向及导线引出端末端；合格与不合格焊点见国5、罢6、国7o元件焊辛辛焊盘不合格，过多焊料国5焊披在元件端头的合格与不合格焊接AV QJ 3086-99 得极在底部的元件焊料焊盘焊料焊盘合格的，最少焊料，焊合格的，最多焊料，焊料料的填角蔬向引线胃部覆盖整个焊盘，隆起没有达到元件的亮体焊

20、料焊盘不合格的，过多的焊料，焊料覆盖并突出焊盘，隆起达到元件壳体图6捍极在元件底部的合格与不合格焊接俯视图焊料形状焊料焊盘合格的，最少焊料，合适的浸润末端和翻面填角5. 5. 2外观嚣量撞验MELF （捧形）元件焊料焊盘合格的，最多焊料，焊料覆盖整个焊盘和端蝠，无突出。墙悟形状钙然可辨焊料焊盘不合格的，过多挥料焊料突出焊盘外，端眉形状不能辨出图7MELF元件的合格与不合格焊接a. 两个或两个以上不应相连的嬉盘之间不能有捍料梧连，焊点的焊剧与相邻的导线也不能相连；b. 在元器件下或邻近区域无焊料等其它辑质；c. 通过清晰可见的导线轮廓应该能确定导线的外观弯曲方向和导线的引出端和末端；d. 两条导

21、线连接处不应该变色如生告点、分层、无晕效应等）。导线无切伤、刻街、挖伤或J伤现象；e.器件的绝缘体不应出现热损街、裂痕、烧焦等现象允许过热变色）o5. 6. 3撞撞方法a. 吕检：焊点和外现质量检撞接本标准中第5.6.1和5.6.2条要求进行；b. 显微镜检验：显微镜放大倍数接QJ3011中5.4.2.3条的要求，栓验焊接有无裂纹、踊湿性、焊点E是落、虚婷和挥点的饱满度；11 QJ 3086-99 亿X光检验：主要拴验焊点的内部特性和缺陷，如焊点内的空洞现象等。在整个生产的每道工序中都应进行跟踪检验。附加说明：本标准由中国航天工业总公司七0八所提出。本标准由中国航天工业总公司五院五。因所负责起草。本际准主要起草人：周澄、李伟、李淑珍。本标准主要审查人：如j正川、王自旗、来久春、华苇、孙明福、陈景年、王晓明、郭树挠、洗月琴、章信渝。12