電路板焊接實驗焊接的介紹

1、會計學1電路板焊接實驗焊接的介紹電路板焊接實驗焊接的介紹1.1.1 概述電子產(chǎn)品連接方法有多種，使用最廣泛的方法是錫焊錫焊。 焊料熔點低于焊件 焊接時，將焊件與焊料共同加熱到焊接溫度，焊料熔化而焊件不熔化。 連接的形式：由熔化的焊料潤濕焊件的焊接面產(chǎn)生冶金、化學反應(yīng)形成結(jié)合層而實現(xiàn)的。 錫焊，簡略地說，就是將鉛錫焊料熔入焊件的縫隙使其連接的一種焊接方法。 其特征是：錫焊優(yōu)點： 熔點低：適合半導(dǎo)體等電子材料的連接 投資?。汉唵蔚募訜峁ぞ吆筒牧霞纯杉庸?性能好：焊點有足夠強度和電氣性能 可拆焊：錫焊過程可逆 錫焊工藝成熟，實施方便，在電子裝配中獲得廣泛應(yīng)用。金屬之間的擴散 金屬之間的“焊接”1.1

2、.3 錫焊機理晶格穩(wěn)定界面上晶格的紊亂部分原子能從一個晶格點陣移動到另一個距離足夠小1.1.3.1 擴散 金屬之間的擴散，兩個基本條件兩個基本條件： 距離距離-兩塊金屬必須接近到足夠小的距離。在一定小的距離內(nèi)，兩塊金屬原子間引力作用才會發(fā)生。 溫度溫度-只有在一定溫度下金屬分子才具有動能，使得擴散得以進行。在常溫下擴散進行是非常緩慢的。錫焊就其本質(zhì)上說，是焊料與焊件在其界面上的擴散。 焊件表面的清潔，焊件的加熱是達到其擴散的基本條件。1.1.3.2 潤濕 潤濕潤濕是發(fā)生在固體表面和液體之間的一種物理現(xiàn)象。 如果液體能在固體表面漫流開，我們就說這種液體能潤濕該固體表面。 潤濕力與潤濕角潤濕力與潤

3、濕角潤濕力：潤濕力：不同的液體和固體，它們之間相互作用的附著力和液體的內(nèi)聚力是不同的，其合力就是液體在固體表面漫流的力。潤濕角潤濕角：當力的作用平衡時流動也停止了，液體和固體交界處形成的角度。角從 0到 180，角越小，潤濕越充分。 90為潤濕的分界 錫焊潤濕焊件錫焊潤濕焊件 錫焊過程中，熔化的鉛錫焊料和焊件之間的作用，正是這種潤濕現(xiàn)象。 如果焊料能潤濕焊件，它們之間可以焊接。 潤濕角越小，焊接質(zhì)量越好。 1.1.3.3 結(jié)合層 結(jié)合層：結(jié)合層：焊料潤濕焊件的過程中，符合擴散現(xiàn)象，使得焊料和焊件界面上形成一種新的金屬合金層。 6m ，使組織粗化，產(chǎn)生脆性，降低強度；1.23.5m，強度最高，導(dǎo)

4、電性能好。結(jié)合結(jié)合層層厚度厚度 綜上所述，我們獲得關(guān)于錫焊的理性認識： 將表面清潔的焊件與焊料加熱到一定溫度，焊料熔化并潤濕焊件表面，在其界面上發(fā)生金屬擴散并形成結(jié)合層，從而實現(xiàn)金屬的焊接。1.2.1 電烙鐵1.2 工具材料形形色色的電烙鐵形形色色的電烙鐵由于用途、結(jié)構(gòu)的不同，有各式各樣的烙鐵。直熱式感應(yīng)式氣體燃燒式等；單用式兩用式調(diào)溫式等從加熱方式分從烙鐵發(fā)熱能力分，有 20W, 30W300W 等；從功能分最常用的還是單一焊接用的直熱式電烙鐵直熱式電烙鐵。它又可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。典型烙鐵結(jié)構(gòu)，主要由以下幾部分組成。 發(fā)熱元件：外熱式傳熱體的外部；內(nèi)熱式在傳熱體的內(nèi)部。烙鐵頭：作為熱量

5、存貯和傳遞的烙鐵頭，一般用紫銅制成。在使用中，因高溫氧化和焊劑腐蝕會變成凹凸不平，需經(jīng)常清理和修整。手柄：一般用木料或膠木制成，設(shè)計不良的手柄，溫升過高會影響操作。接線柱：這是發(fā)熱元件同電源線的連接處。吸錫烙鐵，即在普通直熱式烙鐵上增加吸錫結(jié)構(gòu)。吸吸錫錫烙烙鐵鐵吸吸錫錫器器 調(diào)溫烙鐵調(diào)溫烙鐵 恒溫烙鐵恒溫烙鐵優(yōu)點：優(yōu)點：斷續(xù)加熱，省電；烙鐵不會過熱，壽命延長。升溫時間快，只需 4060 秒。恒溫不受電源電壓、環(huán)境溫度影響。手動式調(diào)溫自動調(diào)溫電烙鐵焊件及工作性質(zhì)烙鐵頭溫度(室溫220V電壓)選用烙鐵一般印制電路板/安裝導(dǎo)線20W內(nèi)熱式，30W外熱式外熱式，恒溫式集成電路25040020W內(nèi)熱式，

6、恒溫式，儲能式焊片，電位器，28W電阻，大電解功率管3504503550W內(nèi)熱式，調(diào)溫式5075W外熱式8W以上大電阻， f2以上導(dǎo)線等較大元器件400550100W內(nèi)熱式150200外熱式匯流排，金屬板等500630300W以上外熱式或火焰錫焊維修，調(diào)試一般電子產(chǎn)品20W內(nèi)熱式，恒溫式，感應(yīng)式，儲能式，兩用式，焊接臺SMT手工焊接恒溫式，焊接臺，數(shù)字智能焊接臺1.2.1.3 常用烙鐵頭 烙鐵頭一般用紫銅制成，現(xiàn)在內(nèi)熱式烙鐵頭都經(jīng)電鍍。常用烙鐵頭形狀常用烙鐵頭形狀 常用烙鐵頭常用烙鐵頭實際使用時，根據(jù)焊點大小靈活應(yīng)用。 如圖所示 AB 線表示最適于焊接的溫度，它高于液相線約50。CTD 線叫液

7、相線；溫度高于此線時合金為液相CETFD 叫固相線，溫度低于此線時，合金為固相兩線之間的兩個三角形區(qū)域內(nèi)，合金是半融、半凝固狀態(tài)。一般電子產(chǎn)品裝配中主要使用錫鉛焊料。 鉛錫合金不同比例的鉛和錫混合后其狀態(tài)隨溫度變化的曲線。實際應(yīng)用中，一般將 Sn60%，Pb40% 的焊錫就稱為共晶焊錫。 焊料產(chǎn)品 手工烙鐵焊接常用管狀焊錫絲。 將焊錫制成管狀內(nèi)部加助焊劑。 除氧化膜：除氧化膜：助焊劑中的氯化物、酸類同氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，從而除去氧化膜，反應(yīng)后的生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。 防止氧化：防止氧化：液態(tài)的焊錫及加熱的焊件金屬容易與空氣中的氧接觸而氧化。助焊劑在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔離

8、層。 減小表面張力，增加焊錫流動性，有助于焊錫潤濕焊件。 助焊劑的三大作用：助焊劑的三大作用：1.2.3 焊劑 由于金屬表面同空氣接觸后都會生成一層氧化膜。這層氧化膜阻止液態(tài)焊錫對金屬的潤濕作用。 助焊劑分類助焊劑分類活性最強，常溫下即能除去金屬表面的氧化膜。有強腐蝕作用，很容易損傷金屬及焊點，電子焊接中很少使用。活性次于氯化物，有較好助焊作用。也有一定腐蝕性，殘渣不易清理，且揮發(fā)物對操作者有害。活性弱，無腐蝕性，適合電子裝配使用。 免清洗焊劑免清洗焊劑1.3.1 錫焊條件 焊件可焊性：焊件可焊性：只有一部分金屬有較好可焊性。 1.3 實訓(xùn)操作 焊料合格焊料合格 焊劑合適：焊劑合適：種類&am

9、p;量 焊點設(shè)計合理焊點設(shè)計合理1.3.2 五步法第一步：準備施焊第一步：準備施焊準備好焊錫絲和烙鐵。此時特別強調(diào)的是烙鐵頭部要保持干凈，即可以沾上焊錫（俗稱吃錫） 第二步：加熱焊件第二步：加熱焊件將烙鐵接觸焊接點，注意：首先，要保持烙鐵加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱。其次，要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱。第三步：熔化焊料第三步：熔化焊料當焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點，焊料開始熔化并潤濕焊點。第四步：移開焊錫第四步：移開焊錫當熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。第五步：移開烙鐵

10、第五步：移開烙鐵當焊錫完全潤濕焊點后移開烙鐵。移開的速度要果斷、快速。對一般焊點而言大約二、三秒鐘。焊接五步法特寫1.3.3 質(zhì)量檢測 對焊點的要求對焊點的要求 可靠的電連接 足夠的機械強度 光潔整齊的外觀 焊點失效分析焊點失效分析外部因素環(huán)境因素機械應(yīng)力熱應(yīng)力作用內(nèi)部因素印制電路板焊 接 缺 陷 對焊點外觀檢查對焊點外觀檢查典型焊點外觀及檢查典型焊點的外觀，要求是典型焊點的外觀，要求是： 焊料的連接面呈半弓形凹面，潤濕角盡可能小。 表面有金屬光澤且平滑。 無裂紋，針孔、夾渣。！漏焊、空位、橋接、導(dǎo)線及元器件絕緣的損傷、布線整形、焊料飛濺。！除目測外，還要用指觸、鑷子撥動、拉線等方法檢查有無導(dǎo)

11、線斷線，焊盤剝離等缺陷。 焊點通電檢查及試驗焊點通電檢查及試驗 通電檢查-樣機制作檢查方法 例行試驗 常見焊點缺陷及分析常見焊點缺陷及分析 導(dǎo)線端子焊接缺陷示例 插裝常見焊點缺陷及分析(a)焊料過多焊料過多外觀特點：外觀特點：焊料面呈凸形危害：危害：浪費焊料，且可能包藏缺陷原因分析：原因分析：焊絲撤離過遲(b)過熱過熱外觀特點：外觀特點：焊點發(fā)白，無金屬光澤，表面較粗糙危害：危害：焊盤容易剝落強度降低，造成元器件失效損壞。原因分析：原因分析：烙鐵功率過大，加熱時間過長(c)冷焊冷焊外觀特點：外觀特點：表面呈豆腐渣狀顆粒，有時可有裂紋 危害：危害：強度低，導(dǎo)電性不好 原因分析：原因分析：焊料未凝

12、固時焊件抖動 (d)虛焊虛焊外觀特點：外觀特點：焊料與焊件交界面接觸角過大，不平滑 危害：危害：強度低，不通或時通時斷原因分析：原因分析：焊件清理不干凈，助焊劑不足或質(zhì)量差，焊件未充分加熱(e)橋接橋接外觀特點：外觀特點：相鄰導(dǎo)線搭接 危害：危害：電氣短路 原因分析：原因分析：焊錫過多，烙鐵施焊撤離方向不當。 (f)針孔針孔外觀特點：外觀特點：目測或放大鏡可見有孔 危害：危害：焊點容易腐蝕 原因分析：原因分析：焊盤孔與引線間隙太大 1.3.4 焊接技巧 焊件表面處理焊件表面處理 預(yù)焊預(yù)焊預(yù)焊預(yù)焊就是將要錫焊的元器件引線或?qū)Ь€的焊接部位預(yù)先用焊錫潤濕。 掌握好加熱時間掌握好加熱時間在保證焊料潤濕

13、焊件的前提下，時間越短越好。延長加熱時間的害處：焊點的結(jié)合層、印制板、元器件、焊點表面 保持烙鐵頭的清潔保持烙鐵頭的清潔 加熱要靠焊錫橋加熱要靠焊錫橋焊錫橋焊錫橋，是靠烙鐵上保留少量焊錫作為加熱時烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。焊錫橋 焊錫量要合適焊錫量要合適焊錫過量：焊錫過量：消耗錫料；降低工作速度；不易覺察的短路。焊錫過少：焊錫過少：不能形成牢固的結(jié)合，降低焊點強度。 在焊錫凝固之前保持焊件靜止在焊錫凝固之前保持焊件靜止 用烙鐵頭對焊點施力是有害的用烙鐵頭對焊點施力是有害的1.3.5 裝配技術(shù)1.3.5.1 印制電路板裝配（插裝） 印制板和元器件檢查印制板和元器件檢查 裝配前應(yīng)對印制板和元器件

14、進行如下檢查。印制板：印制板：圖形，孔位及孔徑是否符合圖紙，有無斷線、缺孔等，表面處理是否合格，有無污染或變質(zhì)。元器件：元器件：品種、規(guī)格及外封裝是否與圖紙吻合，元器件引線有無氧化、銹蝕。 元器件引線成型元器件引線成型 所有元器件引線均不得從根部彎曲（根部容易折斷），一般應(yīng)留1.5mm以上。 彎曲一般不要成死角，圓弧半徑應(yīng)大于引線直徑的 12 倍。 元器件字符要便于觀察 元器件插裝元器件插裝 插裝時，具體要求應(yīng)首先保證圖紙中安裝工藝要求，其次按實際安裝位置確定。貼板安裝較為常用。貼板貼板懸空懸空 印制電路板的焊接印制電路板的焊接 電烙鐵電烙鐵：一般應(yīng)選內(nèi)熱式 2035W 或調(diào)溫式，烙鐵的溫度不

15、超過 300 的為宜。烙鐵頭形狀應(yīng)根據(jù)印制板焊盤大小采用鑿形或錐形。 加熱方法加熱方法：加熱時應(yīng)盡量使烙鐵頭同時接觸印制板上銅箔和元器件引線。 金屬化孔的焊接金屬化孔的焊接：兩層以上電路板的孔都要進行金屬化處理。焊接時不僅要讓焊料潤濕焊盤，而且孔內(nèi)也要潤濕填充。 焊后處理焊后處理 剪去多余引線，注意不要對焊點施加剪切力以外的其它力。 檢查印制板上所有元器件引線焊點，修補缺陷。 根據(jù)工藝要求選擇清洗液清洗印制板。一般情況下使用松香焊劑后印制板不用清洗。焊接演示電阻出現(xiàn)故障的電子產(chǎn)品中，導(dǎo)線焊點的失效率高于印制電路板。 常用連接導(dǎo)線常用連接導(dǎo)線1.3.5.2 導(dǎo)線焊接 導(dǎo)線焊前處理導(dǎo)線焊前處理 剝

16、絕緣層剝絕緣層單股線不應(yīng)傷及導(dǎo)線，多股線及屏蔽線不斷線。 預(yù)焊預(yù)焊良好鍍層良好鍍層表面光潔均勻表面光潔均勻燭心效應(yīng)燭心效應(yīng)不好不好導(dǎo)線預(yù)焊 導(dǎo)線焊接及末端處理導(dǎo)線焊接及末端處理 導(dǎo)線同接線端子的連接有三種基本形式：導(dǎo)線同接線端子的連接有三種基本形式：繞焊鉤焊搭焊 導(dǎo)線與導(dǎo)線的連接導(dǎo)線與導(dǎo)線的連接以繞焊為主，操作步驟如下： 去掉一定長度絕緣皮 端子上錫，并穿上合適套管 絞合，施焊 趁熱套上套管，冷卻后套管固定在接頭處。1.3.5.3 更換元器件 管腳不多且每個引線管腳不多且每個引線可相對活動的元器件可相對活動的元器件當需要拆下多個焊點當需要拆下多個焊點且引線較硬的元器件且引線較硬的元器件方法一：

17、采用專用工具。方法二：熱風槍配合專用噴嘴 熱熱風風槍槍專用噴嘴專用噴嘴方法四： 利用銅絲編織的屏蔽線電纜或較粗的多股導(dǎo)線，用為吸錫材料。方法三：采用吸錫烙鐵或吸錫器。 調(diào)溫烙鐵調(diào)溫烙鐵 恒溫烙鐵恒溫烙鐵優(yōu)點：優(yōu)點：斷續(xù)加熱，省電；烙鐵不會過熱，壽命延長。升溫時間快，只需 4060 秒。恒溫不受電源電壓、環(huán)境溫度影響。手動式調(diào)溫自動調(diào)溫電烙鐵焊件及工作性質(zhì)烙鐵頭溫度(室溫220V電壓)選用烙鐵一般印制電路板/安裝導(dǎo)線20W內(nèi)熱式，30W外熱式外熱式，恒溫式集成電路25040020W內(nèi)熱式，恒溫式，儲能式焊片，電位器，28W電阻，大電解功率管3504503550W內(nèi)熱式，調(diào)溫式5075W外熱式8W以上大電阻， f2以上導(dǎo)線等較大元器件400550100W內(nèi)熱式150200外熱式匯流排，金屬板等500630300W以上外熱式或火焰錫焊維修，調(diào)試一般電子產(chǎn)品20W內(nèi)熱式，恒溫式，感應(yīng)式，儲能式，兩用式，焊接臺SMT手工焊接恒溫式，焊接臺，數(shù)字智能焊接臺1.2.1.3 常用烙鐵頭 烙鐵頭一般用紫銅制成，現(xiàn)在內(nèi)熱式烙鐵頭都經(jīng)電鍍。常用烙鐵頭形狀常用烙鐵頭形狀 除氧化膜：除氧化膜：助焊劑中的氯化物、酸類同氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，從而除去氧化膜，反應(yīng)后的生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。 防止氧化：防止氧化：液態(tài)的焊錫及加熱的焊件金屬容易與空氣中的氧接觸而氧化。助