焊接工藝ppt課件

1、 焊接工藝焊接工藝 焊接是電子產(chǎn)品組裝過程中的重要工藝。焊接質(zhì)量的好壞，直接影響電子電路及電子安裝的任務(wù)性能。優(yōu)良的焊接質(zhì)量，可為電路提供良好的穩(wěn)定性、可靠性，不良的焊接方法會導致元器件損壞，給測試帶來很大困難，有時還會留下隱患，影響的電子設(shè)備可靠性。隨著電子產(chǎn)品復(fù)雜程度的提高，運用的元器件越來越多，有些電子產(chǎn)品尤其是有些大型電子設(shè)備要使 用幾百上千個元器件，焊點數(shù)量那么成千上萬。而一個不良焊點都會影響整個產(chǎn)品的可靠性。焊接質(zhì)量是電子產(chǎn)質(zhì)量量的關(guān)鍵。焊接的根底知識 1.錫焊分類及特點 焊接普通分三大類：熔焊、接觸焊和釬焊。qian 2.釬焊:采用比被焊件熔點低的金屬資料作焊料，將焊件和焊料加熱

2、到高于焊料的熔點而低于被焊物的熔點的溫度，利用液態(tài)焊料潤濕被焊物，并與被焊物相互分散，實現(xiàn)銜接。釬焊根據(jù)運用焊料熔點的不同又可分為硬釬焊和軟釬焊。運用焊料的熔點高于4500C 的焊接稱硬釬焊；運用焊料的熔點低于4500C 的焊接稱軟釬焊。電子產(chǎn)品安裝工藝中所謂的“焊接就是軟釬焊的一種，主要運用錫、鉛等低熔點合金資料作焊料，因此俗稱“錫焊。潤濕橫向流動 又稱浸潤，是指熔融焊料在金屬外表構(gòu)成均勻、平滑、延續(xù)并附著結(jié)實的焊料層。浸潤程度主要決議于焊件外表的清潔程度及焊料的外表張力。金屬外表看起來是比較光滑的，但在顯微鏡下面看，有無數(shù)的凸凹不平、晶界和傷痕的，焊料就是沿著這些外表上的凸凹和傷痕靠毛細作

3、用潤濕分散開去的，因此焊接時應(yīng)使焊錫流淌。流淌的過程普通是松香在前面去除氧化膜， 焊錫緊跟其后，所以說潤濕根本上是熔化的焊料沿著物體外表橫向流動。潤濕的好壞用潤濕角表示.潤濕表示圖分散縱向流動 伴隨著熔融焊料在被焊面上分散的潤濕景象還呈現(xiàn)焊料向固體金屬內(nèi)部分散的景象。例如， 用錫鉛焊料焊接銅件，焊接過程中既有外表分散，又有晶界分散和晶內(nèi)分散。錫鉛焊料中的鉛只參與外表分散，而錫和锏原子相互分散，這是不同金屬性質(zhì)決議的選擇分散。正是由于這種分散作用，在兩者界面構(gòu)成新的合金，從而使焊料和焊件結(jié)實地結(jié)合。合金層界面層 分散的結(jié)果使錫原子和被焊金屬銅的交接處構(gòu)成合金層，從而構(gòu)成結(jié)實的焊接點。以錫鉛焊料焊

4、接銅件為例。低溫250300條件下，銅和焊錫的界面就會生成Cu3Sn 和Cu6Sn5。假設(shè)溫度超越300，除生成這些合金外，還要生成Cu31Sn8 等金屬間化合物。焊點界面的厚度因溫度和焊接時間不同而異，普通在310um 之間。圖32 所示是錫鉛焊料焊接紫銅時的部分錫鉛焊料焊接紫銅時的部分斷面金屬組織的放大闡明焊接要素 1.焊接母材的可焊性 2.焊接部位清潔程度 3.助焊劑 4.焊接溫度和時間 焊錫的最正確溫度 為2505C，最低焊接溫度為240C。溫度太低易構(gòu)成冷焊點。高于260C易使焊點質(zhì)量變差 焊接時間：完成潤濕和分散兩個過程需23S，1S 僅完成潤濕和分散兩個過程的35%。普通IC、三

5、極管焊接時間小于3S，其他元件焊接時間為45S。手工焊接設(shè)備 普通電烙鐵、調(diào)溫式電烙鐵、恒溫電烙鐵各種電烙鐵頭調(diào)溫式電烙鐵1. 手動調(diào)溫式電烙鐵實踐是將烙鐵接到一個可調(diào)電源上，經(jīng)過改動調(diào)壓器輸出的交流電壓的大小來調(diào)理烙鐵溫度。這種烙鐵的溫度穩(wěn)定性不是很穩(wěn)定。2. 自動調(diào)溫式電烙鐵這種烙鐵的典型產(chǎn)品如日本白光公司的HAKO928。它靠溫度傳感器監(jiān)測烙鐵頭的溫度，并經(jīng)過放大器將溫度傳感器輸出信號放大，控制給烙鐵供電的電源電壓，當烙鐵頭的溫度與設(shè)定溫度較大時，以較大的電壓加熱，當烙鐵頭的溫度與設(shè)定的溫度較小時，以較小的電壓加熱。這種烙鐵的特點是，控溫準確控溫精度為10C。自動調(diào)溫式電烙鐵恒溫電烙鐵恒

6、溫電烙鐵是指溫度非常穩(wěn)定的電烙鐵。典型產(chǎn)品如美國METICA 公司的產(chǎn)品如以以下圖。MS-500S 這種烙鐵由焊接臺、TIP 頭、和烙鐵架三部分組成。其中焊接臺是加熱電源，輸出低壓高頻的電流對烙鐵頭TIP 頭加熱。與普通的電烙鐵有根本的區(qū)別，普通的電烙鐵，加熱區(qū)遠離烙鐵頭并采用恒功率電阻式發(fā)熱，因此烙鐵頭升溫慢，熱慣性大，操作不慎容易損壞芯片。Metcal 烙鐵頭由特殊資料制成，在TIP 頭溫度沒有到達設(shè)定溫度時以較大功率加熱，當溫度接近設(shè)定溫度時，由于TIP 頭本身電阻的變化，會以較小的功率加熱。因此烙鐵頭升溫迅速，溫度穩(wěn)定并能保證每一個操作者的電烙鐵在同樣的溫度范圍內(nèi)完成焊接任務(wù)。這種烙鐵

7、的任務(wù)特點是：1 升溫快，TIP 能在4 秒鐘內(nèi)自動升溫到所需的溫度。2 溫度穩(wěn)定性好，TIP 頭的加熱溫度可到達的精度為1.1C。3 符合ESD 防護的規(guī)范，特別適宜微型電子組件的手工焊接和返修。METICA 公司恒溫電烙鐵焊料 凡是用來熔合兩種或兩種以上的金屬面，使之構(gòu)成一個整體的金屬的合金都叫焊料。根據(jù)其組成成分，焊料可以分為錫鉛焊料、銀焊料、及銅焊料。按熔點，焊料又可以分為軟焊料熔點在450以下和硬焊料熔點在450以上。在電子裝配中常用的是錫鉛焊料。焊錫合金的特性-導電 導電：相對于銅的導電率，錫鉛合金的導電率僅是銅的1/10，即它的導電才干比較差。焊點的電阻與電阻率、焊點的外形、面積

8、等多種要素有關(guān)。焊點如有空洞、深孔等缺陷，電阻就要明顯變大。在室溫下，普通一個焊點的電阻通常在110m 之間。當有大電流流過焊接部位時，就必需思索其壓降和發(fā)熱。因此，對大電流經(jīng)過的焊接部位，除了印制導線要加寬外，待焊物件還應(yīng)該繞焊 焊錫合金的特性-力學性能 在實踐焊接中，即使不思索焊接過程中所產(chǎn)生的缺陷如空洞和氣泡等對強度的影響，焊點強度也經(jīng)常呈現(xiàn)問題。電子產(chǎn)品在實踐任務(wù)中，焊點電阻的存在，而呈現(xiàn)發(fā)熱景象，在溫度循環(huán)的情況下，焊點呈現(xiàn)蠕變和疲勞，這將極大的影響焊點的力學性能。例如溫度在20110之間循環(huán)超越2000 次，焊料的抗剪強度僅為正常值的1/51/10。此外焊點的強度還與焊點的外形、負

9、載的方向、厚度以及冷卻的速度有關(guān)。-為什么對電子產(chǎn)品老化緣由。常用焊錫 1 焊錫絲是手工焊接用的焊料。焊錫絲是管狀的，由焊劑與焊錫制做在一同，在焊錫管中夾帶固體焊劑。焊劑普通選用特級松香為基質(zhì)資料，并添加一定的活化劑，如鹽酸二乙胺等。錫鉛組分不同，熔點就不同。常用焊錫 如Sn63Pb37，熔點183，Sn62Pb36Ag2，熔點179。管狀焊錫絲的直徑的0.23、0.4、0.56、0.8 1.0 等多種規(guī)格。焊接穿孔元件可選用0.5、0.6 的焊錫絲。焊劑 助焊劑的作用是去除金屬外表氧化物，硫化物、油和其它污染物，并防止在加熱過程中焊料繼續(xù)氧化。同時，它還具有加強焊料與金屬外表的活性、添加浸潤

10、的作用。 1有清洗被焊金屬和焊料外表的作用。 2熔點要低于一切焊料的熔點。 3在焊接溫度下能構(gòu)成液狀，具有維護金屬外表的作用。 4有較低的外表張力，受熱后能迅速均勻地流動。焊劑 5熔化時不產(chǎn)生飛濺或飛沫。 6不產(chǎn)生有害氣體和有劇烈刺激性的氣味。 7不導電，無腐蝕性，殘留物無副作用。 8助焊劑的膜要光亮，致密、枯燥快、不吸潮、熱穩(wěn)定性好焊劑分類助焊劑普通可分為有機，無機和樹脂三大類有機助焊劑 含有酸值較高的成分，因此具有較好的助焊性能，可焊性好。由于此類助焊劑具有一定程度的腐蝕性，殘渣不易清洗，焊接時有廢氣污染，因此限制了它在電子產(chǎn)品裝配中的運用。樹脂類助焊劑樹脂類助焊劑這類助焊劑在電子產(chǎn)品裝配

11、中運用較廣，其主要成分是松香。在加熱情況下，松香具有去除焊件外表氧化物的才干，同時焊接后構(gòu)成的膜層具有覆蓋和維護焊點不被氧化腐蝕的作用。由于松脂殘渣為非腐蝕性、非導電性，非吸濕性，焊接時沒有什么污染，且焊后容易清洗，本錢又低，所以這類助焊劑至今還被廣泛運用。松香助焊劑的缺陷是酸值低、軟化點低55C 左右，且易氧化，易結(jié)晶、穩(wěn)定性差，在高溫時很容易構(gòu)成虛焊。目前呈現(xiàn)了種新型的助焊劑氫化松香，我國已開場消費。它是用普通松脂提煉來的，氫化松香在常溫下不易氧化變色，軟化點高，脆性小，酸值穩(wěn)定，無毒，無特殊氣味，殘渣易清洗，適用于波峰焊接。手工焊接工藝 正確的焊接方法 焊接時利用烙鐵 頭的對元件引線和焊

12、盤預(yù)熱，烙鐵頭與焊盤的平面最好成45夾角，等待焊金屬上升至焊接溫度時，再加焊錫絲。被焊金屬未經(jīng)預(yù)熱，而將焊錫直接加在烙鐵頭上，使焊錫直接滴在焊接部位，這種焊接方法經(jīng)常會導致虛焊。穿孔器件焊接的步驟：1 預(yù)熱： 烙鐵頭與元件引腳、焊盤接觸，同時預(yù)熱焊盤與元件引腳。而不是僅僅預(yù)熱元件。加焊錫2 加焊錫焊錫加焊盤上而不是僅僅加在元件引腳上，待焊盤溫度上升到使焊錫絲熔化的溫度，焊錫就自動熔化。不能將焊錫直接加在tip 上使其熔化，這樣會構(gòu)成冷焊。焊后加熱拿開焊錫絲后，不要立刻拿走烙鐵，繼續(xù)加熱使焊錫完成潤濕和分散兩個過程，直到是焊點最亮堂時再拿開烙鐵。冷卻 在冷卻過程中不要挪動不正確的操作 焊錫加在元

13、件引腳上，而不是焊盤上。焊盤預(yù)熱不好，易構(gòu)成冷焊不正確的操作焊錫加在烙鐵頭上，元件引腳、焊盤沒有預(yù)熱，構(gòu)成虛焊優(yōu)良焊點的特征優(yōu)良焊點的特征優(yōu)良焊點的特征一個優(yōu)良的焊點必需具備以下的特征：一個優(yōu)良的焊點必需具備以下的特征：1 1 良好的導電性能：良好的導電性能才干保證電路的互聯(lián)，一個好的焊點，良好的導電性能：良好的導電性能才干保證電路的互聯(lián)，一個好的焊點，普通要求焊點的電阻在普通要求焊點的電阻在110m 110m 之間。假設(shè)焊點有空洞或虛焊，焊點電之間。假設(shè)焊點有空洞或虛焊，焊點電阻就會增大，任務(wù)時，會使焊點的電壓降增大，焊點發(fā)熱嚴重，影響電阻就會增大，任務(wù)時，會使焊點的電壓降增大，焊點發(fā)熱嚴重

14、，影響電路的正常任務(wù)，虛焊的焊點甚至影響電路的聯(lián)通。路的正常任務(wù)，虛焊的焊點甚至影響電路的聯(lián)通。2 2 良好的機械性能：要求焊點有一定的強度使元器件牢結(jié)實定在良好的機械性能：要求焊點有一定的強度使元器件牢結(jié)實定在PCB PCB 板上。板上。3 3 有良好的外觀：保證焊點良好的電氣性能和機械性能的條件是焊錫與元有良好的外觀：保證焊點良好的電氣性能和機械性能的條件是焊錫與元件引腳、件引腳、PCB PCB 焊盤構(gòu)成良好的浸潤。浸潤良好的焊點在外觀上具備如下焊盤構(gòu)成良好的浸潤。浸潤良好的焊點在外觀上具備如下的的特點：的的特點： 焊接面在外觀必需是亮堂的，光滑的、內(nèi)凹的。元件的引腳和焊接面在外觀必需是亮

15、堂的，光滑的、內(nèi)凹的。元件的引腳和PCB PCB 板上板上的焊盤要構(gòu)成良好的浸潤浸潤角度的焊盤要構(gòu)成良好的浸潤浸潤角度6060注：潤濕角是指焊料和母注：潤濕角是指焊料和母材的界面與焊料外表的切線的間的夾角材的界面與焊料外表的切線的間的夾角4 4 焊錫量適當焊錫量適當5 5 對高頻、高壓電子設(shè)備極為重要。高頻電子設(shè)備中高壓電路的焊接點，對高頻、高壓電子設(shè)備極為重要。高頻電子設(shè)備中高壓電路的焊接點，假設(shè)有毛刺，不應(yīng)有毛刺和空隙成尖端放電假設(shè)有毛刺，不應(yīng)有毛刺和空隙成尖端放電優(yōu)良焊點焊點的拉尖和引腳斷裂運用電烙鐵的平安操作要求 220V交流市電供電，電烙鐵頭的溫度可到達350。 1運用前必需用萬用表

16、R*100檔檢查電源線能否斷路或短路。20W內(nèi)熱式電烙鐵的正常阻值約為2.2K-2.6K。假設(shè)發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)向教師報告，由教師處置，及時消除隱患。 2檢查電烙鐵電源線外面的絕緣層能否有破損，一旦發(fā)現(xiàn)破損之處應(yīng)停頓運用。 3插拔電烙鐵必需必需用手捏住電源插頭，嚴禁拉電線。 4在運用電烙鐵的過程中要防止跌落，嚴禁敲擊電烙鐵。 5維護教室中的供電設(shè)備，如電源插頭、電線、漏電維護器。 6電烙鐵應(yīng)擺放在烙鐵架上，運用中防止燙著臨近同窗，也防止燙傷本人。 7防止電烙鐵上的熔錫燙著周圍的同窗。 8分開實驗室時應(yīng)及時將電源頭拔掉電子元器件在印制板上的安裝方法名 稱 元 件 特 點 臥 式 安 裝 電 阻 、 二

17、極 管 元 器 件 引 腳 在 兩 端 立 式 安 裝 三 極 管 、 電 解 電 容 元 器 件 引 腳 在 一 端 特 定 元 器 件 安 裝 電 位 器 、 可 變 電 容 器 、繼 電 器 、 磁 棒 線 圈 有 對 應(yīng) 孔 ， 對 應(yīng) 插 入 安 裝 孔 點錫焊接法 1電烙鐵放在焊接點上，動作有斜下、斜面緊貼引腳、墊面抵住焊盤，同時加熱。 2烙鐵加熱1-2s后，左手斜送焊絲到烙鐵頭主斜面上，焊絲熔化，引腳和焊盤浸潤。 3右手加熱、左手迅速抽走焊絲焊錫多搭錫、少易虛焊、降低強度 4焊錫完全包圍住元器件腳時，取走電烙鐵太快易缺焊、虛焊，慢焊點發(fā)白、易構(gòu)成毛刺 5焊錫凝固后，齊焊點處剪去多

18、余的引腳，使每個焊點光滑圓整。 電子元器件的拆焊方法1二引腳和三引腳元器件的拆焊方法：用電烙鐵頭在印制線路板反面，輪番對被拆元器件的引腳加熱，使引腳上的焊錫全部熔化，左手用鑷子夾住元器件向外拉，把元器件從印制板上取下來。2多引腳元器件的拆焊方法：運用吸錫器或吸錫繩。 常 見 焊 接 缺 陷 原 因 的 分 析 元 器 件 引 腳 四 周 有 一 圈 黑 色 ， 焊錫 沒 有 和 元 器 件 引 腳 浸 潤 元 器 件 引 腳 表 面 沒 有 清 潔 干 凈 ， 留 有 氧 化 層 或 油 污漬 焊 點 上 的 焊 錫 形 成 一 個 小 球 電 烙 鐵對 焊 盤加 熱不 夠 ，或 電烙 鐵 與焊 盤 接觸 不良 ， 電 烙 鐵 過 早 離 開 ， 造 成 焊 盤 和