手焊锡--培训教材

手工焊接培训教材龙小军2013-3-82目录•焊接的三大要素•什么是焊接？•有关加入助焊剂的焊锡线•有关焊接烙铁•焊接前的准备•焊接加热的方法助焊剂的作用合金层的形成焊接量•检查种种不良的实例•培训3焊接的三大要素及管理项目焊接清浄加热焊接清扫金属表面清扫焊接机器清扫有关的辅助器械烙铁的加热方法加热温度加热时间焊锡线的供给方法烙铁的撤出方法良否判断4什么是焊接？•用焊锡把金属和金属接合起来。•焊锡与金属变为合金而接合起来。•为了焊接，热量、焊锡、助焊剂是必要的。5软钎料的种类（按形状）钎料条主要应用于波峰焊。钎料丝主要应用于手工软钎焊。钎料膏主要应用于自动化再流焊。钎料带主要应用于波峰焊。钎料球主要应用于BGA、CSP封装。6加入助焊剂的焊锡线焊锡的种类线径焊锡的名称0.5φ~1.6φ确认焊锡的种类。（根据焊接的地方，使用不同的焊锡线）合金组成Sn/Ag/Cu手工作业使用的焊锡线7含助焊剂的焊锡线的构成助焊剂焊锡合金注意Sn-Pb系PbFree系8温度调节器根据作业内容不同设定不同温度作业前必须确认温度。烙铁头搁置处清洁用的海绵清洁烙铁头的赃物。海绵必须含水。焊接烙铁焊锡烙铁无铅焊锡设计的烙铁使用时应该特别注意。烙铁﹕烙铁是我们人工手动焊接使用的工具它的好坏关系我们焊点的好坏9焊锡烙铁1﹒烙铁的种类﹕(1)按功率分为﹕低温烙铁﹑高温烙铁和恒温烙铁。A.低温烙铁通常为30W﹑40W﹑60W等主要用于普通焊接。B.高温烙铁通常指60W或60W以上烙铁﹐主要用於大面积焊接﹐例如﹕电源线的焊接等。C.恒温烙铁又可分为恒温烙铁和温控烙铁(温控烙铁可以调节温度)温控烙铁主要用於IC或多腳密集元件的焊接﹐恒温烙铁則主要用於CHIP元件的焊接。(2)按烙铁头分为﹕尖嘴烙铁﹑斜口烙铁﹑刀口烙铁。A﹒尖嘴烙铁﹕用於普通焊接。B﹒斜口烙铁﹕主要用於CHIP元件焊接。C﹒刀口烙铁﹕用於IC或者多脚密集元件的焊接。10焊锡烙铁2﹒烙铁功率与温度的关系﹕15W280℃----400℃20W290℃----410℃25W300℃----420℃30W310℃----430℃40W320℃----440℃50W320℃----440℃60W340℃----450℃11Weller(WSD81)Llab(SGS-2005L)PACE(HW100)HAKKO(FX-951)TPK(AS-300A)3.以下5款焊台都符合RoHS要求。焊锡烙铁12焊台发热结构焊咀银材质导热体铂金温度传感器发热体AS-300A(分体)FX-951,HW100(陶瓷整体)SGS-2005L(陶瓷分体)WSD81(分体)焊咀银材质导热体铂金温度传感器发热体13烙铁的手持方法握笔型一般作业全部握住型大部品时作业14焊锡线的手持方法连续作业时可以间断供给锡线间断作业时不可以间断供给锡线15清洁的方法通常海绵都含适当的水过多过少都不可以把海棉切成V字型或圆孔等在切口处清洁烙铁尖如果清洁方法不正确、助焊剂会变成炭化物付着在烙铁尖上,易产生锡渣。烙铁的导热性变差,造成不良的原因无铅焊接时清洁次数增加。16清洁时的温度下降温度下降温度回升水量过多时温度大幅度下降,温度回升需要很长時間良好的状態为温度回升快,能够安定作業作业的温度范围３５０℃±１５℃（例）17焊接要求：温度设定350℃，使用φ0.8无铅锡线连续点焊25PIN连接器，焊点面积约1.5mm放大图温度最大跌落38℃，平均焊接为317.8℃。焊接25个点用时66sec,平均2.64sec/1点。连续焊接的回温曲线成水平，回温的速度良好。25PIN连接器焊接位置焊接时的温度下降18由于天线头属铜制材料散热非常快，而且体积大；在焊接过程中使用普通焊台(936)设定温度在430℃，测量焊接温度最大跌落123℃，平均焊接温度为347.2℃。为了确认无铅焊台焊接天线头效果，在相同条件下进行各焊台的焊接曲线对比确认。天线头PCB焊接位置HAKKO936(使用刀头焊咀)温度最大跌落123℃，平均焊接为347.2℃。焊接4个点用时49sec,平均12.25sec/1点。焊接时的温度下降19焊接要求：温度设定420℃，使用φ0.8无铅锡线连续点焊天线头，焊点面积约3.5mm。WSD81(使用刀头焊咀)温度最大跌落104℃，平均焊接为353.4℃。焊接4个点用时46sec,平均11.5sec/1点。温度最大跌落66℃，平均焊接为362.1℃。焊接4个点用时35sec,平均8.75sec/1点。WSD81(使用SK1352B焊咀设定400℃焊接)SK1352B焊咀（加粗）普通焊咀焊接时的温度下降20烙铁头使用及保养1.进行焊接工作前必须先把清洁海绵湿水，再挤干多余水份。这样才可以使烙铁头得到最好的清洁效果。如果使用非湿润的清洁海绵，会使烙铁头受损而导致不上锡.21烙铁头使用及保养2.进行焊接工作时以下焊接的顺序可以使烙铁头得到焊锡的保护及减低氧化速度225步法图示准备加热用烙铁给焊接部位加热插入烙铁熔入适量焊锡线拔出焊锡线拔出烙铁焊锡线烙铁如果母才加热不充分，即使把焊锡熔化也不能焊接不上。（烙铁不是熔化焊锡的工具而是给母才加热的工具）烙铁头使用及保养23烙铁头使用及保养3.进行焊接工作后先把温度调到约250°C，然后清洁烙铁头，再加上一层新锡作保护。(如果使用非控温焊铁，先把电源切断，让烙铁头温度稍为降低后才上锡。)24烙铁头使用及保养4.注意事项a.尽量使用低温焊接高温会使烙铁头加速氧化，降低烙铁头寿命。如果烙铁头温度超过470°C，它的氧化速度是380°C的两倍b.勿施压过大在焊接时，请勿施压过大，否则会使烙铁头受损变形。只要烙铁头能充份接触焊点，热量就可以传递。另外选择合适的烙铁头也能帮助传热。25烙铁头使用及保养C.经常保持烙铁头上锡这可以减低烙铁头的氧化机会，使烙铁头更耐用。使用后，应待烙铁头温度稍为降低后才加上新焊锡，使镀锡层有更佳的防氧化效果。d.保持烙铁头清洁及即时清理氧化物如果烙铁头上有黑色氧化物，烙铁头就可能会不上锡，此时必须立即进行清理。清理时先把烙铁头温度调到约250°C，再用清洁海绵清洁烙铁头，然后再上锡,不断重复动作，直到把氧化物清理为止.26烙铁头使用及保养e.选用活性低的助焊剂活动性高或腐蚀性强的助焊剂在受热时会加速腐蚀烙铁头，所以应选用低腐蚀性的助焊剂。注：切勿使用沙纸或硬物清洁烙铁头f.把焊铁放在焊铁架上不需使用焊铁时，应小心地把焊铁摆放在合适的焊铁架上，以免烙铁头受到碰撞而损坏27烙铁头使用及保养g.选择合适的烙铁头选择正确的烙铁头尺寸和形状是非常重要的，选择合适的烙铁头能使工作更有效率及增加烙铁头之耐用程度。选择错误的烙铁头会影响焊铁不能发挥最高效率，焊接质量也会因此而减低。烙铁头之大小与热容量有直接关系，烙铁头越大，热容量相对越大，烙铁头越小，热容量也越小。进行连续焊接时，使用越大的烙铁头，温度跌幅越少。此外，因为大烙铁头的热容量高，焊接的时候能够使用比较低的温度，烙铁头就不易氧化，增加它的寿命。短而粗的烙铁头传热较长而幼的烙铁头快，而且比较耐用。扁的、钝的烙铁头比尖锐的烙铁头能传递更多的热量。一般来说，烙铁头尺寸以不影响邻近元件为标准。选择能够与焊点充份接触的几何尺寸能提高焊接效率28烙铁头之选择1.大小i)焊点之大小跟据焊点之大小选择合适的烙铁头能使工作更顺利。烙铁头太小，温度不够。太大，会有大量的焊锡溶化，锡量控制困难。ii)焊点密集程度在较密集的电路板上进行焊接，使用较幼细的烙铁头能减低锡桥之形成机会。2.形状i)焊接元件的种类不同种类之电子元件，例如电阻，电容，SOJ芯片，SOP芯片，需要不同烙铁头之配合以提高工作效率。ii)焊点接触之容易程度如焊点位置被一些较高之电子元件围绕而难于接触，可使用形状较长及幼之烙铁头。iii)锡量需要需要较多锡量，可使用镀锡层表面面积较大之烙铁头.29焊接时正确的姿势ＧｏｏｄＮＧ２０ｃｍ以上危险的姿势30•确认使用的焊锡线物料编号与要求相同•确认焊接用的烙铁符合产品温度及特性要求(特性：HS/HSF/无镉产品专用)•确认清洁用的海绵加水状态(加水海绵要湿透，提起海绵不可有水滴落)•焊接时的姿势正确(作业台面与作业员眼睛距离保持20cm以上)作业前检查要点31作业前检查要点电烙铁属高风险设备(通用并传质),在使用前必须确认是否与产品要求相符，HS(有害物质)、HSF(非有害物质)及无镉产品使用的电烙铁和焊锡不可以混用，电烙铁应有xxx产品专用标识，没标识的电烙铁也不可使用。32加热的要点根据焊点设计的不同，使用的方法也不同利用烙铁中部加热在大的绿油上将烙铁移动而迅速大面积加热33焊锡的延展未延展未焊接上延展开焊上了用焊锡与母材的接触角度来判断①②③④34焊锡的延展在导线和绿油上也延展了.表面有光滑和光泽无空洞,表面不粗糙导线处焊锡未延展粗糙的表面ＧｏｏｄＮＧ35无铅焊锡的特征没有铅的配合。溶点高。作业性差,延展性差焊接后焊接表面与以前不同。强度加强。无铅焊锡的特征：项目有铅无铅焊锡组成63%Sn+37%Pb（铅占37%）96.5%Sn+3.0%Ag+0.5%Cu（无铅成分）融点固体温度１８３℃液体温度１９０℃固体温度２１７℃液体温度２２０℃有铅与无铅焊锡差别36焊锡的延展性63%Sn+37%PbPbFreeSn+Pb的焊锡延展性都很好,焊锡表面光泽。PbFree的延展性都很好,一般用无铅的时候在表面上出现白色而粗糙。PbFree37焊锡的表面Sn63焊锡PbFree焊锡焊锡量少中多光滑且有光泽的表面白色粗糙的表面白色部分并不是不良的现象。PbFree38助焊剂的作用去除氧化膜去除金属表面的氧化膜使焊锡延展开防止再氧化盖住除去氧化膜的地方进行加热防止再氧化降低表面張力降低焊锡表面張力，让焊锡延展形及焊锡的表面使焊锡的表面顺利地形成防止连焊等情况FLUX氧化膜焊锡39软钎焊过程中毛细现象的应用软钎焊前软钎焊后钎料40扩散和溶解（合金层的形成）•合金的扩散和溶解形成合金层良好的合金层危险的状态扩散溶解金属间化合物增长由于吃铜现象的发生使线变细加热过度薄且均匀的合金层Ｓｎ＋ＰｂＣｕ合金层41试验结果（QA实验前）RS产品排插切片确认OK50倍200倍100倍铜引脚焊锡PCB焊锡PCB铜引脚42试验结果（QA实验后）RS产品排插切片确认OK200倍100倍50倍43•焊接合适的温度？母材温度＝焊锡合金的熔点＋４０～５０℃Sn63%Solder(190℃）＋40~50℃＝230~240℃PbFree焊锡M.P+30～40℃即可Sn-3.0Ag-0.5Cu（217℃～220℃）・・・・240～250℃•因为母材都是２个以上，所以要同时升温。２个母材的材质、形状、尺寸都不相同,所以同时升温是很困难。•要善于利用烙铁头的形状进行加热。•快速合理地升温。(迅速地冷却)•超出所需热量加热的话,会导致过度加热。加热的要点44加熱不好的不良情况发生不延展烙铁头的位置和烙铁插入的位置要注意45不同的基板加热的要点单面基板通孔基板外表大体上看上去同样,不过，母材金属的大小完全不同。对通孔基板加热要注意加热不足的典型例子导线不能加热过多。专门加热基板并使用1TYPE更细的焊锡46加热例现行（Sn-Pb)320×2~3sec双面八层基板Sn-Ag-Cu使用320℃×3~4sec320℃×3~4sec320℃×3~4sec１：320℃×15sec焊锡不能熔化２：350℃×10sec可以３：380℃×3~4sec可以由于设计焊点，内层的接合，绿油的外观是一样，但是变成熱容量而出现不溶化的现象。ＰｂＦｒｅｅ化PbFree47良好的加热加热范围过度加热焊锡渗入部品破损焊盘被破坏焊锡加热过度很弱的合金过度加热48焊接時要固定下来作业•焊接部位的摇动产生裂纹在固定下来的瞬间摇动而发生的情况在固定下来的瞬間摇动而发生的情况焊锡完全冷却之前,一定不要摇动49焊锡的冷却迅速冷却凝固的情况较好焊锡合金的強度不同迅速冷却凝固后的金属组织（細而均匀）慢慢冷却凝固后的金属组织（大而不均匀）50正合适的焊锡量和外缘线(