电子焊接工艺

锡焊《电子协会课程》之焊接工艺授课教师：李跃红漯河市技师学院主要内容焊接的基本知识手工焊接的工艺要求及质量分析自动焊接技术接触焊接焊接的目的电器的连接：把两个金属连接在一起，使电流能导通。机械的连接：把两个金属连接在一起，使两者位置关系固定。密封：把两个金属焊接后，防止空气、水、油等渗漏。锡焊机理焊接是电子装配及加工的基本方法之一。通常焊接技术分为熔焊、压焊和钎焊三大类。锡焊属于钎焊中钎料熔点低于450℃的软钎焊。习惯把钎料称为焊料，把铅锡制成焊料进行焊接，称为铅锡焊，简称锡焊。将表面清洁的焊件与焊料加热到一定温度，焊料熔化并润湿焊件表面，在其界面上发生金属扩散并形成界面层，从而实现金属的焊接。被焊金属应具有良好的可焊性一被焊件应保持清洁二选择合适的焊料三选择合适的焊剂四保证合适的焊接温度五焊接满足的条件：1．焊件应具有良好的可焊性金属表面被熔融焊料浸润的特性叫作可焊性。有些金属材料具有良好的可焊性，但有些金属如钼、铬、钨等，可焊性非常差。即使是可焊性比较好的金属，如紫铜、黄铜等，由于其表面容易产生氧化膜，为了提高可焊性，一般需要采用表面镀锡、镀银等措施。2．焊件表面必须清洁焊件由于长期储存和污染等原因，其表面有可能产生氧化物、油污等。故在焊接前必须清洁表面，以保证焊接质量。3.焊料焊料是一种熔点低于被焊金属，在被焊金属不熔化的条件下，能润湿被焊金属表面，并在接触面处形成合金层的物质。电子产品生产中，最常用的焊料称为锡铅合金焊料（又称焊锡），它具有熔点低、机械强度高、抗腐蚀性能好的特点。4．要使用合适的焊剂焊剂的作用是辅助热传导、去除氧化物、降低表面张力、防止再氧化。不同的焊件，不同的焊接工艺，应选择不同的焊剂。如镍铬合金、不锈钢、铝等材料，不使用专用的特殊焊剂是很难实施锡焊的。松香是一种助焊剂，可以帮助焊接，松香可以直接用，也可以配置成松香溶液，就是把松香碾碎，放入小瓶中，再加入酒精搅匀。注意酒精易挥发，用完后记得把瓶盖拧紧。瓶里可以放一小块棉花，用时就用镊子夹出来涂在印刷板上或元器件上。4．要使用合适的焊剂市面上有一种焊锡膏（有称焊油），这可是一种带有腐蚀性的东西，是用在工业上的，不适合电子制作使用。还有市面上的松香水，并不是我们这里用的松香溶液。注意：5．要加热到适当的温度在焊接过程中，既要将焊锡熔化，又要将焊件加热至熔化焊锡的温度。只有在足够高的温度下，焊料才能充分浸润，并扩散形成合金结合层。不得不提的阻焊剂常用阻焊剂的主要成分为光固树脂，在高压汞灯照射下会很快固化。阻焊剂的颜色多为绿色，故得俗名“绿油”。安全注意事项易燃物不可放于烙铁附近.配合烙铁台和吸烟器使用.建议戴上棉质手套.注意避免烫伤手指.焊接作业工具电烙铁焊锡作业之工具;烙铁头焊接时用以传热于焊件;烙铁座用以放置烙铁的支架;湿水海棉用以清洁烙铁嘴上的杂物.尖嘴钳、斜口钳、剥线钳镊子、螺丝刀、剪刀、中空针管、无感起子、有磁起子等烙铁头的选定烙铁头的形状根据焊盘的大小和焊接作业性来选定.圆锥型:用于标准微型元件的焊接与修理.零件刀口型:用于手动焊接平包集成电路.新烙铁头的使用方式当新的烙铁头通电加热时,在加热之初,其热度仅能熔解焊剂时,以锡丝不断涂抹烙铁头,直到锡丝溶解完全均匀的覆盖住烙铁头后,再以湿海绵擦拭干净,重复该程序二至三次,可使烙铁头更易于维护,以减少损耗,延长使用寿命.电烙铁的维护烙铁不可重摔或敲打,以避免损坏烙铁.有锡渣时，烙铁头要放在海绵的边缘，夹角约为45度,用力自然，边旋转边向后拉动。严禁抛或甩，以免烫到人或抛到产品中；烙铁不可作为其他工具之替代工具,以维护烙铁的寿命.不可将已取下烙铁头的恒温烙铁通电,以避免因持续加热,致使内部氧化而缩短烙铁寿命.电烙铁的维护每次进行焊锡作业前,均需使用湿海绵擦拭,将烙铁头上之氧化物及异物清除.烙铁头若已损伤变形或出现针孔,应立即停用,以避免损坏焊物.不可以强劲之力拉拔电源线,避免拉断电源线.海棉需保持有一定量水份，至使海棉一整天湿润.电烙铁的维护烙铁不用或暂停使用时,须将烙铁头沾锡,并置放于烙铁架上,且远离可燃物并关闭电源，以保护烙铁,其他物品及人员安全.电烙铁不工作时，不可长期处于烧热状态下，以免将烙铁头烧坏，影响其寿命。对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨，而是要用松香来解决。注意：电烙铁是握在手里的，使用时千万要注意安全。新买的电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动。否则应该彻底检查。1.检查插头线路处有无短路现象，检查电烙铁接线处螺丝松紧，检查烙铁头是否氧化，是否凹凸不平影响受热；2.检查清洁海绵含水量是否适当（半干状态为佳），是否脏污，否则进行处理；3.检查烙铁架上是否有锡渣,若有及时清除；4.检查烙铁温度设置是否合理焊接前对电烙铁点检:烙铁头的清洗(1)海绵浸湿的方法：1.泡在水里清洗。2.轻轻挤压海绵，可挤出3~4滴水珠为宜。3.不定时清洗海绵。烙铁清洗时海绵水份若过多，烙铁头会急速冷却导致电气镀金层脱离，并且锡珠不易弄掉。海绵清洗时若无水，烙铁会熔化海绵，诱发焊锡不良.烙铁头的清洗(2)烙铁头在空气中暴露时，烙铁头表面被氧化形成氧化层表面的氧化物与锡珠没有亲合性，焊锡时焊锡强度弱.海绵孔及边都可以清洗烙铁头，要轻轻的均匀的擦动海绵面上不要被清洗的异物覆盖,否则异物会再次粘在烙铁头上碰击时不会把锡珠弄掉，反而会把烙铁头碰坏电烙铁的维护①使用完毕，烙铁头有污渍②清洁④盖住镀金部位③加入新的焊锡⑤将烙铁头插入放置台，并切断电源注意：近几年生产的内热式电烙铁，厂家为了节约成本，电源线都不用橡皮花线了，而是直接用塑料电线，比较不安全。强烈建议换用橡皮花线，因为它不像塑料电线那样容易被烫伤、破损，以至短路或触电。焊接准备作业台保持干净。注意无焊锡屑。排烟管锡丝防静电手套防静电手环海绵水量确认烙铁头温度、绝缘电阻确认印制版和元器件检查产品在装配前，应对印制版和元器件进行检查，检查内容包括：（1）印制版：图形、孔位及孔径是否符合图纸，有无断线、缺孔、偏孔等，表面处理是否合格，有无污染或变质。（2）元器件：品种、规格及外封装是否与图纸吻合，元器件引线有无氧化、锈蚀及污物。对于要求较高的产品，可能还需要考虑操作时的其它条件等。元器件引线成型在往印制版上装焊之前，需将元器件进行整形，整成什么形状，取决于元器件本身的外形封装及印制版上预留的位置。但不管整成什么形状，成型时需注意以下几点：印制板上元器件引线成形示例⑴所有元器件引线弯曲时，均不得从根部弯曲。因为制造工艺上的原因，大部分元件都容易从根部折断。一般应离开根部1~1.5mm以上。r＞1.5mm12.7mm＞1.5mmr⑵弯曲一般不要成死角，要弯成圆弧形，圆弧半径要大于引线直径1－2倍。⑶要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置。标记位置450450元器件成形及插装时注意标记位置⑷整形后，两引线间的跨距应为2.54mm的整数倍（2.54、5.08、7.62、10.16mm等），这是国际规定的（我国原来规定的是2.5的整数倍）。r＞1.5mm12.7mm受高度限制时这样安装0.5mm3.元器件在线路板上的安装型式（1）卧式安装：元器件引线的（弯曲）成型方向与元件的轴向垂直。可分为两种情况:a.紧卧式（贴板式）：元件底部距线路板在0.5mm左右。b.悬卧式（悬空式）：元件底部距线路板4mm以上，大型元件应配有支架。支架4mm以上（2）立式安装，元器件引线（弯曲）成型方向与元件轴向一致。a.一般垂直式2mm以上b.垂直浮式：大型元件要配支架0.5mm左右c.倾斜式：元器件轴向与印板成倾斜安装。适合手工焊接适合自动化焊接在以上安装型式中，贴板（紧卧）式安装稳定性好。但不利于散热。悬浮式安装，适合大功率元件，有利于散热，但不稳定，必要时需配支架。(4)几种常见元件的安装型式和标注方向ＧｏｏｄＮＧ(危险)２０ｃｍ以上焊接一般坐姿焊接一般坐姿注意事项：焊接岗位所使用的工具和产品一定摆放整齐有序，且摆放时应考虑人体关节运动的惯性（通常所说的顺手)问题,便于拿取自如,提高效率。焊接操作时正确的坐姿不但可以提高效率，而且能够让人作业后依然感觉轻松。焊接时一般要求是:左手拿锡线,右手握烙铁；两手放台面上(即锡线头、烙铁头和视线同时指在要焊的焊点上。)烙铁的握法握笔法：适合在工作台上，用中小功率直头烙铁。反握法：适合大功率直头烙铁，焊件水平放置，长时间工作不易疲劳。正握法：适合中功率弯头烙铁，焊件竖直放置。焊锡丝的拿法焊锡丝的拿法根据连续锡焊和断续锡焊的不同分为两种拿法。手握焊锡丝，用拇指、食指、中指控制送丝速度，适合连续焊接(图a)。仅用拇指、食指、中指捏住焊锡丝，适合断续焊接（图b）。图a图b焊锡丝一般要直接用手送入被焊处，不要先送烙铁头上再用烙铁头上的焊锡去焊接，这样很容易造成焊料的氧化，焊剂的挥发。因为烙铁头温度一般都在300℃左右，焊锡丝中的焊剂在高温情况下容易分解失效。搪锡的操作步骤--元件引脚一般情况下出厂的元器件引脚均镀有一层薄的焊料，但时间一长，电子元件的属引脚表面会产生一层氧化膜，氧化膜导电性很差，对锡分子的吸力不强，因此焊接前要把焊接处的金属引脚表面用橡皮擦打磨光洁。除少数有镀银或镀金的金属引脚外，对被焊接的元器件引脚都要进行打磨光洁，然后给元件引脚搪上一层薄而均匀的焊锡。有的人常用刀片去刮引脚上的氧化膜，这是不合理的，因为电子元件的引脚出厂时都经过表面处理，目的是使元件引脚容易焊接。若刀片刮去元件引脚的表面层露出引脚的基材更不容易焊接牢固。只有经过清洁、搪锡处理后电子元件引脚，焊接之后才不会出现“虚焊”。搪锡的操作步骤--元件引脚搪锡的操作步骤--焊接导线将芯线线头先浸助焊剂,如芯线有散开,应先用手把芯线收拢,然后沾助焊剂.(导体沾助焊剂的长度不能超过其总长度的3/4)将浸好助焊剂的芯线线头上锡.芯线上锡后要求均匀光亮,不能沾有助焊剂及锡渣,不能烫伤胶皮.一般焊接的顺序先小后大、先轻后重、先里后外、先低后高、先普通后特殊的次序焊装。即先焊分立元件，后焊集成块。对外联线要最后焊接。次序是：电阻→电容→二级管→三级管→其它元器件等。晶体管焊接一般是在其它元件焊接好后进行，要特别注意，每个管子的连续焊接时间不要超过5～10s，并使用钳子或镊子夹持管脚散热，防止烫坏管子。集成块若不使用插座，直接焊到印制板上、安全焊接顺序为：地端→输出端→电源端→输入端。一般焊接的顺序手工焊锡5步法确认焊锡位置同时准备焊锡使烙铁头母材与元器件焊接部位同时大面积加热将锡丝放在母材及烙铁之间，不要放在烙铁上面确认焊锡量后按正确的角度正确方向取回锡丝要注意取回烙铁的速度和方向，必须确认焊锡扩散状态45o30o30o准备加热送锡撤锡撤烙铁45o手工焊锡3步法准备放烙铁和锡取回烙铁焊锡30o45o30o45o焊接操作步骤详解1.准备施焊焊接表面应无污物，干干净净，如氧化过于严重，还要人工清除氧化层。根据焊点大小，准备好粗细合适的焊丝。烙铁头温度要达到，表面无氧化现象，无焊渣，保持有少量焊锡。一手拿焊丝，一手拿烙铁，如图所示。烙铁焊锡丝2.加热焊件将烙铁头放在焊点上，同时加热要焊接的两个焊件。并注意使烙铁头的大斜面部分接触热容量较大焊件，小斜面接触较小焊件，如图所示，使两焊件同时均匀加热。3.送焊丝大约经1—2秒钟，焊件能熔化焊锡时，送焊丝至焊点，焊丝要即接触焊件，又接触烙铁头。如图所示4.移开焊丝焊丝熔化后，当达到焊点所需量后，要及时移开焊丝。若移开过早，则焊锡量不够，焊点太小，达不到一定强度。若移开太晚，焊点会过大。即浪费焊锡，又容易与周围焊点桥接。如图所示。5.移开烙铁当熔化的液体焊锡完全均匀润湿焊点周围，并形成规则焊点后，应及时撤去烙铁。烙铁撤离时，沿与水平面呈450角方向撤离，如图所示。（5）撤烙铁上述过程，从第2—第5步，对一般焊点来说，约需2—3秒，较大焊点不超过4—5秒钟。焊锡丝含铅量大，操作时，不应直接抓拿焊锡丝，应戴手套，工作结束后，要洗脸洗手。烙铁使用