烙铁的选择与参数设定验证

 背景：
焊接的工艺中，手工焊接/维修是一个必不可少的重要作业内容，而手工焊接又是相对更容易发生不良的重要控制点。
手工焊接需要控制的内容比较多，归纳下来有以下必要的项目：
作业人员的资质；
烙铁的选择；
烙铁头的选型；
烙铁的接地（静电及感应电的控制）；
烙铁温度的控制；
焊接时间的控制；
焊接压力的控制；
焊料/助焊剂的控制；
焊接手法。

我们在这里讨论的是烙铁的选型验证及参数设定。

问题：
    举一个例子说明问题，测试烙铁温度使用的仪器一般选择是HAKKO 191及兼容仪表，配合Sensor 191-211进行测试。
    在一般的资料中，有铅锡焊接的推荐温度为260℃；而元件的Datasheet也同样明文要求自动焊接不得超过260℃-10s，手工焊接260℃-3s。
    在实际生产过程中，使用63Sn37Pb的锡丝进行焊接时，烙铁温度实测为260℃，焊稍大一点的焊盘时，会发现熔锡很困难，焊接时间会很长，反而可能造成更多的不良。在不得已的情况下，只能提高烙铁的温度——350℃，甚至更高。

问题点：用符合规定的温度焊接，会影响生产效率，也可能会影响质量；提高温度——提到多少？这个行为经不得推敲，同时更可能影响质量，还会让作业人员养成不守规则的不良习惯，我们将何去何从？

 
分析：
我们回顾一下焊接的全过程：

•     烙铁接触焊盘（预热）→⑵焊料接触烙铁头→⑶焊料熔化→⑷烙铁头游动（让焊料填充焊盘）→⑸焊料脱离焊盘→⑹烙铁头脱离焊盘→⑺焊点冷却。

    在这个过程中，步骤⑴⑵⑶，烙铁头的热量迅速转移到焊盘及焊料上，烙铁头的温度快速下降；步骤⑷⑸烙铁头的热量对焊盘焊料进行补充，补偿其自然散热，这个过程烙铁头的温度视其热补偿能力，可能下降也可能上升；步骤⑹，烙铁发热只需要补偿其散热，烙铁头温度快速上升；⑺此过程与烙铁头无关，烙铁头温度继续上升至稳定。

    在连续焊接的过程中，烙铁的温度呈周期性地起伏变化，在停止焊接达到一定时间后，烙铁温度达到稳定(1)，而在焊接的过程中，温度处在低位波动中，这里的低位波动(2)，就是焊接时烙铁及焊点的实际温度，换言之就是“有效温度”。
    此曲线温度变化的幅度，取决于烙铁的功率、加热方式、烙铁头的形状、烙铁头材质及使用的时间、焊料成份、焊盘设计及元件管脚。而烙铁的热补偿性高时，可以减小这个曲线的振幅。

结论：
    在手工焊接的过程中，烙铁的温度会在作业时下降，对不同的烙铁状况和不同的焊接对象，焊接时的实际温度可能会下降60～140℃（若元件管脚很大时会下降更多），我们用HAKKO 191（兼容）的测温仪测试的结果，与实际作业的温度有较大差别，在用这样的方法测量，而按“正确的”参数（如260℃）设定时，实际焊接温度甚至可能低于锡丝的熔点，作业人员的第一感觉就是“难焊”，而工艺人员在不仔细分析时，也会简单地把问题归结到“参数不合适”上，只好凭着作业的感觉来调整。
    久而久之，大家就不把规定的参数放在心里，而是根据感觉来做。而工艺人员做的，往往也只是将工艺文件的规定参数进行修改。
    其实，这样的工艺人员是负责任的，但是，他应该怎样确定“合适的参数”呢？要知道，对不同焊点，在相同设置的情况下，焊点的实际温度也是不一样的，不管你用HAKKO 191（兼容）测试的情况怎样。

问题处理：
    解决这个问题的关键，是对焊接对象分类，并且对每一个烙铁进行测试，确定其焊接时有效温度的降幅。
在不同对象的焊接中，可选用不同的烙铁，要求(1)- (2)的差值应<80℃，对大焊点焊接不合格的烙铁，可以尝试用来焊小焊点（同样需要验证），实在不合格，为保证产品后续的可靠性只能淘汰。

    用这样的方法，应对每一个烙铁编号管理，验证并确定其可以焊接的元件及相应的稳定温度（1），在确定后，可以管理这个参数，并用HAKKO 191（兼容）测试稳定温度(1)进行控制。

    这些测试记录应予保存，并定期重新测试，作为温度设定的依据。
    按这个参数严格执行，现在我们不必再担心这个参数会损坏（或潜在损伤）元件，也不必害怕这样会降低生产效率了，只要坚持执行，我们产品的质量及可靠性会更上一个台阶！