*本文源于2008年国防科技工业技术基础课题（计划编号B03××××0905）。

次超期复验，必然带来生产管理成本的大幅度提高，但从保证航天产品的装机质量与可靠性来说无疑是非常重要的。

d ）QJ 2227实施的时间已经有多年，按原标准进行贮存和超期复验合格后使用的元器件也未出现大的质量问题，该标准的规定是有一定实际应用基础的，好的经验可以继续吸收和引用。

所以，笔者认为可以在QJ 2227A 中结合QJ 2227的相关规定补充批生产阶段元器件的贮存及超期复验要求，使标准的完整性和适宜性更强。

文摘：介绍航天行业标准《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》的修订内容及修订原因与依据，并对标准的实施提出建议。

关键词：电子装联；手工焊接；焊接工艺；航天行业标准。

张伟（航天标准化研究所，北京，100071）《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》标准修订与实施手工焊接工艺是航天产品电子装联过程中的一个重要环节，在航天产品中应用非常广泛。

手工焊接质量的优劣，直接影响到航天产品的质量。

如果手工焊接工艺出现问题，很容易发生一些低层次的质量问题（如虚焊、冷焊、桥连、断线等现象），会给要求高可靠性的航天产品带来很大的隐患。

第一项关于手工焊接工艺的航天行业标准是1985年10月发布的QJ/Z 160—1985《手工锡焊工艺细则》。

此标准于1999年4月修订为QJ3117—1999《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》。

随着电子装联技术的不断发展，新工艺、新技术、新设备不断出现，为适应电子装联技术的要求，2009年根据国防科技工业标准化工作计划的安排，对QJ 3117—1999又进行了修订（以下简称新标准）。

本次修订的主要原则是：根据航天系统目前手工焊接的实际需要，结合国外该领域标准化的最新发展进行修订，使修订后的标准技术先进、可操作性强、与其它标准协调一致。

在修订QJ 3117—1999过程中主要参照了欧空局标准《高可靠性电连接的手工焊接》（ECSS-Q-70-08A 、ECSS-Q-70-08C ）、美国电子工业连接协会标准《电子组装件的验收条件》（IPC-A-610C 、IPC-A-610D ）以及《电气和电子组件焊接要求》（IPC J-STD-001D ）。

本文将对新标准的主要内容及实施问题作一简要说明。

1关于焊料锡铅合金焊料是航天产品在电子装联过程中使用的主要焊料。

按GB/T 3131—2001《锡铅钎料》的规定，锡铅质量分数：锡63%、铅37%配比的锡铅合金焊料，为63锡铅焊料，其AA*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!级焊料牌号表示为S—Sn63PbAA；锡铅质量分数：锡60%、铅40%配比的锡铅合金焊料，为60锡铅焊料，其AA级焊料牌号表示为S—Sn60PbAA。

GB/T3131—1988表示法分别为HLSn63Pb和HLSn60Pb。

QJ3117—1999标准第4.3.1条对焊料的规定：“手工焊接一般应采用符合GB/T3131的HLSn60Pb或HLSn63Pb线状焊料”。

通过调研发现，航天大部分单位均采用的是价格相对便宜的60锡铅焊料，而在重点部位使用60锡铅焊料存在诸多问题。

锡铅合金焊料的状态如图1所示。

从图1中看，63锡铅焊料的共晶点是183℃（铅的熔点是327℃，锡的熔点是232℃），也就是说，从固体到液体的熔融或从液体到固体的凝固，都发生在这一瞬间（183℃）。

因此，这种规格的锡铅合金焊料具有熔点低、熔融和凝固时间短、流动性好等优点。

而60锡铅焊料，它的固相线为183℃、液相线为190℃（如图1虚线所示），没有共晶点（见GB/T3131附录B）。

所以，从固体状态变化到液体状态，中间有一段呈糊状态。

若焊料从固体变化到液体，中间这一段糊状态问题不大。

但是，当焊接点焊接完毕以后，焊料要从液体冷却到固体成为焊接点过程中，必须经过这一段糊状态。

焊接点进行凝固时，很容易造成焊接点表面不光亮、发白，焊接点内部疏松，对焊接点的质量与高可靠性都很不利。

事实上，用63锡铅焊料和60锡铅焊料在焊接以后，其焊接点的质量是不同的，不可以随便选用。

新标准对焊料作了如下要求：“除特殊要求外，手工焊接的焊料，一般应采用符合GB/T 3131—2001中规定的焊料。

印制电路板组装件的焊接宜采用S—Sn63PbAA焊料，其它场合的焊接及引线、导线端头的搪锡可采用S—Sn60PbAA焊料。

丝状焊料的直径应按焊盘大小或引线直径进行选择”。

在国外，有关的航天标准对焊料的选择比较严格，对60锡铅焊料的使用进行了限定。

美国波音公司电子工艺标准手册D2-140040-1中美国联邦209标准中规定：“手工电烙铁焊接时，应采用Sn63B松香芯焊锡丝”。

欧空局标准ECSS-Q-70-08A中规定：“焊接印制电路板应采用63锡铅焊料（低共熔183℃），焊接时对温度的限制十分重要。

而60锡铅焊料适用于对电气导线/电缆束或接线端接头以及有涂层或预镀锡金属焊接”。

2关于活性松香基焊剂GB/T9491—2002《锡焊用液态焊剂（松香基）》中规定的焊剂有：纯松香基焊剂（R型）、中等活性松香基焊剂（RMA型）和活性松香基焊剂（RA型）。

由于RA型焊剂难以清洗干净，航天电装工艺对清洗要求较为严格，一般标准中不建议选用。

但我国目前元器件的可焊性与国外相比还有差距，一些场合还需用RA型焊剂。

ECSS 标准也指出完全活性松香基焊剂可用于可焊性差的情况（见ECSS-Q-70-08A中的6.2.1条）。

基于RA型焊剂存在的缺陷，新标准规定：焊剂应采用GB/T9491—2002中规定的R型焊剂、RMA型焊剂，如果需要使用RA型焊剂，应采取有效控制措施。

导线（电缆）芯线的焊接不应使用RA型焊剂。

新标准对RA型焊剂的使用进行了限制，其中有效控制措施主要是指对其随后的清洗工序的效果进行有效监控。

3关于烙铁头和焊接的温度QJ3117—1999标准中对烙铁头是采用功率来进行表述的，但在实际操作中电装人员很难控制，因此改为按烙铁头温度的技术指标进行表述。

新标准在对焊接温度提要求时，采用了ECSS标准的规定，ECSS-Q-70-08A中5.5.7条的要求为：“使烙铁头保持适当的焊接温度。

对图1锡铅合金焊料的状态于一般电子元器件的焊接，烙铁头温度宜为280℃，但任何情况下不应超过330℃。

对于特殊场合，允许烙铁头温度为360℃”。

其中特殊场合主要指散热快的场合，如引线或端子较粗、焊盘与印制电路板大面积铜箔相连等的情况。

4关于手工焊接中元器件引线插装后露出印制板的长度问题QJ3117—1999标准中第5.2.1条，关于元器件的通孔插装内容是引用QJ3012—1998《航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求》。

QJ 3012—1998规定元器件引线插装后，对于支撑孔应露出印制电路板焊盘0.8mm～1.5mm，对于非支撑孔应露出印制电路板焊盘0.8mm～2.0mm。

但手工焊接中有些元器件引线的长度是固定的，而印制电路板的厚度往往不一致，尤其是多层印制电路板。

目前，双列直插器件使用很广泛，当双列直插器件插入印制电路板支撑孔后，引线露出印制电路板的高度，一般为1.6mm～1.7mm，按原标准要求应该剪切去0.1mm～0.2mm引线，实际上是做不到的，该引线很硬（回火引线），很难进行剪切。

若剪切引线，很容易损伤双列直插器件的内引线。

另外，有些元器件经过散热器的组装，引线只能露出印制电路板焊盘0.7mm，这项指标也不符合原标准的要求。

新标准对元器件引线插装后露出印制板长度的规定与ECSS-Q-70-08A中8.4.4条、ECSS-Q-70-08C中8.4.3条及美国波音公司标准D2-140040-1中的要求一致，即：“电子元器件的引线或导线的端头插装后，应露出印制电路板1.5mm±0.8mm”，如图2所示。

5关于导线与接线端子的要求新标准中对导线与接线端子的焊接要求参照IPC和ECSS标准作了结构上的调整和内容上的补充。

QJ3117—1999标准中没有规定导线芯线的直径与电连接器焊杯之间的匹配要求。

在电装过程中，经常遇到导线的直径大于电连接器焊杯的内径，造成操作困难，而且导线的端头很容易产生断股或断线的现象。

有时候也会发生导线直径很细，而焊杯内径很大，这样导线的根部很容易造成过大的应力，使导线折断。

新标准规定：“导线芯线总的截面积，不应超过每个焊杯内径截面积。

当焊杯内安装一根导线时，导线芯线的直径与焊杯的内径之比一般为0.6～0.9”。

对于圆柱型接线柱的焊接，新标准中规定技术要求和方法可参照塔型接线柱的焊接。

实际上塔型接线柱和圆柱型接线柱是同一类接线端子，只是外形不同。

对于圆柱型接线柱具体的情况，各单位各有不同的方法。

例如，对于元器件（如继电器）的接线柱为圆柱形的情况，就可采用与元器件接线柱直径相同（或略大）的工装，先将导线缠绕在工装上（有的单位还要进行搪锡），然后取下导线，再用这根弯绕好的导线套到元器件的接线柱上，用镊子轻轻夹紧并进行焊接。

对于这些非常具体的情况，不宜在行业标准中统一规定，各单位可以根据本标准的通用要求，编制自己企业的标准进行细化。

对于叉型接线柱，ECSS标准规定符合图3的情况即为合格，图示中导线缠绕为90°（即与叉型接线柱一个柱干的两个相邻平面相接触）。

IPC标准3级产品可接受条件也是“至少达到90°”。

而IPC标准3级产品目标条件规定为“接触端子柱干的两个平行平面（弯曲180°）”。

新标准从连接的可靠性考虑，规定与IPC最高要求一致（导线应穿过叉型接线柱的开槽，与叉型接线柱一个柱干的两个平行平面相接触），如图4图2新标准中引线露出印制板长度的图示图3ECSS标准中叉型接线柱连接合格的几种情况图4新标准中叉型接线柱连接合格的情况所示，技术指标高于ECSS 标准和IPC 标准3级产品可接受条件。

对于通孔接线柱，ECSS 标准规定符合图5的情况即为合格（图示中导线可以只接触通孔接线柱的一个面）。

而IPC 标准3级产品规定必须接触两个面，如图6所示。

新标准从连接的可靠性考虑，规定与IPC 要求一致，技术指标高于ECSS 标准。

6关于印制电路板的预烘QJ 3117—1999标准没有规定印制电路板要进行预烘处理，但为了提高焊接点的高可靠性，对印制电路板进行预烘处理来去除印制电路板内部的潮气，是最佳的方法。

ECSS -Q -70-08A 的7.6条对通孔插装焊接时印制板的预烘是这样规定的：“印制板应在焊前8h 进行清洗和去湿处理，在可控、无湿条件下可长期贮存，去湿处理可在90℃～120℃烘干炉中进行，时间不小于4h ，或在低温真空炉中干燥”。