《锡焊焊接工艺手册》

1焊接工艺手册第一节焊接的原理一、焊接原理:1．焊锡目的（1）电的接续（使金属与金属相接合，从而形成良好的电的导通）（2）机器的接续（使金属与金属相接合，从而固定两者之间的位置，实现持久的机械连接。）（3）密闭的效果（通过焊锡可防止没有焊锡的部位进入空气、油、水等杂质）（4）其它（根据金属表面的镀金，可防止氧化处理）2．焊接的原理焊锡借助于助焊剂的作用，经过加热熔化成液态，进入被焊金属的缝隙，在焊接物的表面，形成金属合金使两种金属体牢固地连接在一起，不过焊接并不是通过熔化的焊料将元气件的引脚与焊盘进行简单的粘合，而是焊料中的锡与铜发生了化学反应，形成的金属合金就是焊锡中锡铅的原子进入被焊金属的晶格中生成的一种新的物质，因锡铅两种金属原子的壳层相互扩散，依靠原子间的内聚力使两种金属永久地牢固结合在一起。如下图是放大1000倍的焊点剖面，这使我们清楚的看到在焊盘与焊料之间确实形成了新的物质，经过研究证明这种新物质是由Cu3Sn和Cu5Sn6。23.焊接的分类不加热超声波焊接加压焊（加热或不加热）加热到局部熔化接触焊对焊金属焊接手工烙铁焊（锡线）浸焊（锡条）锡焊（母材不熔化、焊料熔化）焊锡波峰焊（锡条）再流焊（锡膏）4.有关焊锡之名词（1）点焊:将导线或元件脚穿过线路板或其它焊锡孔位,单个焊接在铜片位上,一次只焊接一个焊点.（2）贴焊:将零件脚、导线或排梳、排线等表面焊接在线路板其它锡点面上，一次只焊接一个焊点。（3）拖焊：将排梳或排线穿过线路板锁孔，沿排孔方向进行焊接，一次可焊接多个焊点。（4）执锡：过锡炉后的机芯板，有少锡、短路等不户锡点，需将其修改成完好锡点，即机芯执锡。5.焊接必须具备的条件(1)、焊件必须具有良好的可焊性（在焊接时，由于高温使金属表面产生氧化膜，影响材料的可焊性，为了提高可焊性，一般采用表面镀锡、镀铜等措施来防止表面的氧化）(2)、焊件表面必须保持清洁（即使可焊性良好的焊件，由于储存或被污染，都可能在焊件表面产生有害的氧化膜和油污）(3)、要使用合适的助焊剂（不同的焊接工艺，应选择不同的助焊剂）(4)、焊件要加热到适当的温度（不但焊锡要加热到熔化，而且应该同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度）二．焊接的主要方法1.焊接顺序（1）．将烙铁头在含水分的海绵上清理干净，准备焊接：左手拿锡丝，右手握烙铁，进入备焊状态。（2）．首先将烙铁头放在要焊接的两个部件之间，同时对两部件进行加热。（3）．在加热了的位置上供给适量的焊锡丝，因焊锡、助焊剂的活性作用，焊锡伸展，适当的加热会使其（例如零件端子和印刷电路板的焊盘间融合）焊接上，并且，由于表面张力和适量的焊锡，可以使其呈现光滑的有光泽的焊锡流动曲线。焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡3丝从烙铁对面接触焊件移开锡线：当锡线熔化一定量后，立即向左上45°方向移开锡线（注意：不要把锡线送到烙铁头上）（4）.退出焊锡丝后，焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上方45°方向移开烙铁，结束焊接（注意：在焊锡冷却凝固之前，焊接的部件不能有晃动，否则，影响焊接质量。）2.连续焊接的步骤：在连续焊接时，为了加快焊接速度，可将焊接速度步骤简化如下：将电烙铁与焊锡丝同时移向焊接点。在快要接触焊接点时，用烙铁头熔化一段焊锡丝，然后迅速将烙铁头接触焊接点。接着将烙铁头在焊接点上移动，使熔化的焊料流动到焊接点并渗入被焊物面的缝隙。最后迅速拿开烙铁头，完成焊接。在采用这种快速焊接法时，操作者要熟练掌握焊料的用量及焊接的时间，要在助焊剂未完全挥发之前就完成烙铁头在焊接点上的移动及拿开步骤，才能获得满意的效果，此方法适用于焊接排线及集成块等。对一些较难焊接的焊接点，为了增强焊接效果，可加涂一些助焊剂，并可适当增加焊接时间。3.焊锡的三要素清扫（金属表面的清扫即除去金属表面的氧化膜）加热（向接合金属的部位供热，要使锡熔化一定要按规定的温度加热）焊锡（向接合金属供给锡，从被焊锡的部位大小快速判断）三、焊接的主要特点1、焊料熔点低于焊件2、焊接时将焊料与焊件共同加热到焊锡温度，焊料熔化而焊件不熔化焊接的形成依靠熔化状态的焊料浸润焊接面，由毛细管作用使焊料进入焊件的间隙，形成一个结合层，从而实现焊件的结合。3.焊接时间合金层厚度在2-5um最结实：a.焊接时间过长，则焊接点上的焊剂完全挥发，就失去了助焊作用。合金层将加厚，使焊点变脆，变硬且易折断，光洁度变白，不发亮。过量的加热，除了可能会造成元器件损坏还会造成其它不良：如焊点外观变差（例：锡尖、老锡），高温造成松香助焊剂的分解碳化（松香一般在210℃开始分解，不仅失去助焊剂的作用，而且造成焊点夹渣而形成缺陷。过量的受热会破印制板上铜箔的粘合层，导致铜箔焊盘脱落。b.如焊接时间过短，则焊接点的温度达不到焊接温度，会使焊料不能充分浸润焊件而形成松香夹渣而导致虚焊。同时，合金层过薄，使焊接变得力度不够。所以焊接时间应选择适当，一般应控制在2秒～3秒以内。4.焊接温度焊锡的熔点一般在180-1900C，烙铁的温度一般应增加30-800C，应使焊接温度大约为4230-2700C（这个温度为焊接点及焊接物的温度）。当部件比较大，导热性能较差时烙铁的温度则要相应增加。烙铁温度过高、焊接时间过长，均有使PCB焊盘脱落、导线胶皮收缩、元件损坏等问题；烙铁温度低，又可能造成虚焊等现象；烙铁头在焊件上停留的时间与焊件温度的升高是正比关系。为防止内部过热损坏，有些元器件不允许长期加热。四．焊接的注意事项1.工作之前必须将手洗干净，以免造成元件的腐蚀和降低可焊性的问题。2.必须带手套进行组装，原因如上。3.必须带静电环操作，人体有10000伏以上的静电而IC在300伏以上电压时就会损坏，因此人体静电需通过地线放电。4.切断引线时，不要用钳子边切边往起拉，会造成电路剥离。使用钝的钳子，会因未将引线完全切断就移动钳子，使焊接部位受到拉力，造成电路剥离。5.避免切断后的引线碎线头混入产品中，在可能碎线头会飞进的地方不要存放产品，或放置隔离罩。6.焊接前须测量烙铁温度，烙铁温度低，会发生虚焊，烙铁温度高，焊锡丝性能劣化，焊锡强度变脆弱，会有机会产生裂纹，造成产品不良。7.焊剂飞溅、焊锡球的发生率与焊锡作业是否熟练及烙铁头温度有关；焊接时助焊剂飞溅问题：用烙铁直接熔化焊锡丝时，助焊剂会急速升温而飞溅，在焊接时，采取焊锡丝不直接接触烙铁的方法，可减少助焊剂的飞溅。8.除垢用的压缩海棉时含水量要适当，含水量多不仅不能完全除去烙铁头上的焊锡屑，还会因为烙铁头温度的急剧下降而产生漏焊、虚焊等焊接不良，烙铁头上的水粘到线路板也会造成线路板的腐蚀及短路等不良，如果水量过少或未进行湿水处理，则会使烙铁头受损、氧化而导致不上锡，同样容易造成虚焊等焊接不良9.经常检查海绵中的含水量，每天要进行至少3次以上清洗压缩海棉中的锡渣等10.焊接时要注意不要使电烙铁烫周围导线的塑胶绝缘层及元器件的表面，尤其是焊接结构比较紧凑、形状比较复杂的产品。11.烙铁头的管理：除烙铁头焊锡屑不得大力撞击，不然内部陶瓷加热器会损环，同时烙铁头被氧化的部分未能完全除净时，会过于消耗焊锡。平时，烙铁头不良发生状况主要有变形、凹坑、破损等，作为使用时的注意要点，在清理烙铁头时，不要使其接触海棉以外的东西，如海棉容器的铝制部位，铁制品、镊子、螺丝批等碰到烙铁头都是错误的。五．焊接的材料焊接所用的物品：焊锡及助焊剂。1．焊锡直径一般有0.6，0.8，1.0，1.2mm等规格，应按焊接面宽度分别选用；焊锡由锡及铅组成，主要成分为锡，如较常用的有Sn(63%)Pb(37%),称为63/37,其熔点为1830C。5当锡铅比例发生变化时，焊锡熔点都会相应变化。锡的比例升高会导致焊接熔点温度下降。一般选用的焊锡，只要普通用PCB规格即可，但在产品使用环境特殊或客户有指定要求时则另当别论。简单的要求：焊锡的表面张力方面较好，焊锡面的光滑，桥焊短路少（焊锡干得快）。2．助焊剂主要成分为松香，其作用是：a.因松香熔点较低（熔点在700C左右），所以焊接时松香先展开在焊接面，清除焊接面的氧化城层。b.因松香熔化后，在焊接过程中产生挥发，会相对隔离焊接面与空气接触，防止焊接过程中出现氧化。c.金属焊锡熔化后，因表面张力原因而形成球状，不利于焊接，松香有利于降低焊锡的表面张力。d.助焊剂的负作用：助焊剂为活性材料，焊接后就不需要了，正常用量焊后就挥发掉，如有存留则会造成质量不稳定，会慢慢腐蚀电路，使之短路。e..特性：松香水具有低腐蚀性、高绝缘性、长期安定性、耐湿性、无毒性等特性六、手机特殊元器件焊接要求：1.EL背光片：烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴圆斜面形或尖嘴形。焊料：进口免洗锡线，0.80mm焊接温度：270±5℃焊接时间：每脚≤1.5秒焊接要求：锡点必须圆滑、光亮、饱满，且不可有毛刺及针孔。2.麦克风（MIC）：烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴尖嘴形。焊料：进口免洗锡线，0.80mm；.焊接温度：270±5℃焊接时间：每极≤1.5秒焊接要求：锡点必须圆滑、光亮、饱满，且不可有毛刺及针孔。3.喇叭：烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴圆斜面形或尖嘴形。焊料：进口免洗锡线，0.80mm焊接温度：300±10℃焊接时间：每极≤2秒焊接要求：锡点必须圆滑、光亮、饱满，且不可有毛刺及针孔。4.受话器：6烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴圆斜面形或尖嘴形。焊料：进口免洗锡线，0.80mm；.焊接温度：300±10℃焊接时间：每极≤2秒焊接要求：锡点必须圆滑、光亮、饱满，且不可有毛刺及针孔。5．钮扣电池：烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴圆斜面形或尖嘴形。焊料：进口免洗锡线，0.80mm。焊接温度:300±10℃焊接时间：每极≤1.5秒焊接要求：锡点必须圆滑、光亮、饱满，且不可有毛刺及针孔。6.LCD排线（FPC排线）：烙铁：恒温电烙铁，烙铁嘴圆斜面形。焊料：进口免洗锡线，1.2mm；焊接温度：330±10℃焊接时间：≤3秒焊接要求：锡点要求圆滑、饱满、光亮，并且不可假焊或短路。七、手工焊接的基本技巧1、对有机注塑元件的焊接（1）在元件预处理时尽量清理好接点，一次镀锡成功，特别是将元件放在锡锅中浸镀时，更要掌握好浸入深度及时间（2）焊接时，烙铁头要修整得尖一些，以便在焊接时不碰到相邻接点（3）非必要时，尽量不使用助焊剂；必要添加时，要尽可能少用助焊剂，以防止浸入电接触点（4）烙铁头在任何方向上均不要对接线片施加压力，避免接线片变形2、簧片类元件的接点焊接为了保证电接触的性能，安装施焊过程中不应对簧片施加过大的外力和热量，以免破坏接触点的弹力，造成元件失效3、集成电路的焊接注意：此类部品的焊接，由于输入阻抗很高，如果不按照规定程序操作，很有可能导致部品内部击穿而失效焊接时应注意以下几点：（1）引线如果采用镀金处理或已经镀锡的，可以直接焊接（不要用刀刮引线）（2）在保证浸润的前提下，尽可能缩短焊接时间（一般不要超过2秒钟）（3）使用低熔点的焊料，熔点一般不高于150℃7（4）要求使用防静电工作台（5）使用的烙铁功率内热式的不超过20W，外热式的不超过30W，且头部应该修整得窄一些，防止焊接一个端点时碰到相邻端点（6）集成电路若不使用插座直接焊到印制板上，安全焊接的顺序是：地端—输出端—电源端—输入端第二节、烙铁的使用与维护一、烙铁介绍1．、电烙铁结构a．烙铁咀b.铁咀固定螺丝c.发热体d.手柄e.烙铁电源线固定螺丝f.电线g.插头2、焊接所需用具及用途电烙铁―――焊锡作业之工具;锡线―――用以焊锡作业之材料;烙铁座―――用以架放烙铁的支架;铝盘―――用以盛放烙铁架及锡碎;湿水海棉―――用以清洁烙铁嘴上的杂物.3、电烙铁的选用常用的电烙铁有60W、40W、30W、20W、普通烙铁，另外还有用于焊接工艺高的恒温烙铁，烙铁嘴的形状一般分为尖型和扁型两种。选用焊锡烙铁W数：在小零件PCB的情况下，应按作业状况（连续、间歇使用），烙铁温度的散热差异（根据焊接位置不同，有差别），以及使用焊锡的粗细—Φmm等情况将W数选定在一定的范围内。根据不同的焊接物料及焊接方式再决定使用不同的电烙铁及烙铁嘴，如：点焊电子元件用