电子工艺焊接技术.pptx

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1、3.1 3.1 焊接的基础知识 1. 概述概述 在电子产品整机装配过程中，焊接是连接各电子元器件及在电子产品整机装配过程中，焊接是连接各电子元器件及导线的主要手段。利用加热或加压，或两者并用来加速工件金导线的主要手段。利用加热或加压，或两者并用来加速工件金属原子间的扩散，依靠原子间的内聚力，在工件金属连接处形属原子间的扩散，依靠原子间的内聚力，在工件金属连接处形成牢固的合金层，从而将工件金属永久地结合在一起。成牢固的合金层，从而将工件金属永久地结合在一起。 焊接通常分为焊接通常分为熔焊、钎焊及接触焊三大类，在电子装配，在电子装配中主要使用的是钎焊。中主要使用的是钎焊。第1页/共140页 钎焊可

2、以这样定义：在已加热的工件金属之间，熔入低于钎焊可以这样定义：在已加热的工件金属之间，熔入低于工件金属熔点的焊料，借助焊剂的作用，依靠毛细现象，使焊工件金属熔点的焊料，借助焊剂的作用，依靠毛细现象，使焊料浸润工件金属表面，并发生化学变化，生成合金层，从而使料浸润工件金属表面，并发生化学变化，生成合金层，从而使工件金属与焊料结合为一体。钎焊按照使用焊料熔点的不同分工件金属与焊料结合为一体。钎焊按照使用焊料熔点的不同分为硬焊为硬焊( (焊料熔点高于焊料熔点高于450)450)和软焊和软焊( (焊料熔点低于焊料熔点低于450)450)。 采用锡铅焊料进行焊接称为锡铅焊，简称锡焊，它是软焊采用锡铅焊料

3、进行焊接称为锡铅焊，简称锡焊，它是软焊的一种。的一种。除了含有大量铬和铝等合金的金属不易焊接外，其他除了含有大量铬和铝等合金的金属不易焊接外，其他金属一般都可以采用锡焊焊接。锡焊方法简便，整修焊点、拆金属一般都可以采用锡焊焊接。锡焊方法简便，整修焊点、拆换元器件、重新焊接都较容易，所用工具简单换元器件、重新焊接都较容易，所用工具简单( (电烙铁电烙铁) )。此外，。此外，还具有成本低，易实现自动化等优点。在电子装配中，它是使还具有成本低，易实现自动化等优点。在电子装配中，它是使用最早，适用范围最广和当前仍占较大比重的一种焊接方法。用最早，适用范围最广和当前仍占较大比重的一种焊接方法。 第2页/

4、共140页2. 2. 锡焊的机理 (1) (1) 浸润浸润。加热后呈熔融状态的焊料。加热后呈熔融状态的焊料( (锡铅合金锡铅合金) )，沿着工，沿着工件金属的凹凸表面，靠毛细管的作用扩展。如果焊料和工件金件金属的凹凸表面，靠毛细管的作用扩展。如果焊料和工件金属表面足够清洁，焊料原子与工件金属原子就可以接近到能够属表面足够清洁，焊料原子与工件金属原子就可以接近到能够相互结合的距离，即接近到原子引力互相起作用的距离，上述相互结合的距离，即接近到原子引力互相起作用的距离，上述过程为焊料的浸润。过程为焊料的浸润。(2) (2) 扩散扩散。由于金属原子在晶格点阵中呈热振动状态，因。由于金属原子在晶格点阵

5、中呈热振动状态，因此此在温度升高时，它会从一个晶格点阵自动地转移到其他晶格在温度升高时，它会从一个晶格点阵自动地转移到其他晶格点阵，这个现象称为扩散。点阵，这个现象称为扩散。锡焊时，焊料和工件金属表面的温锡焊时，焊料和工件金属表面的温度较高，焊料与工件金属表面的原子相互扩散，在两者界面形度较高，焊料与工件金属表面的原子相互扩散，在两者界面形成新的合金。成新的合金。 第3页/共140页(3)(3) 界面层的结晶与凝固界面层的结晶与凝固 焊接后焊点降温到室温，在焊接处形成由焊料层、合金层焊接后焊点降温到室温，在焊接处形成由焊料层、合金层和工件金属表层组成的结合结构。在焊料和工件金属界面上形和工件金

6、属表层组成的结合结构。在焊料和工件金属界面上形成合金层，称成合金层，称“界面层界面层”。冷却时，界面层首先以适当的合金。冷却时，界面层首先以适当的合金状态开始凝固，形成金属结晶，而后结晶向未凝固的焊料生长。状态开始凝固，形成金属结晶，而后结晶向未凝固的焊料生长。 第4页/共140页3锡焊的工艺要素 (1) (1) 工件金属材料应具有良好的可焊性工件金属材料应具有良好的可焊性 可焊性即可浸润性，是指在适当的温度下，工件金属表面可焊性即可浸润性，是指在适当的温度下，工件金属表面与焊料在助焊剂的作用下能形成良好的结合，生成合金层的性与焊料在助焊剂的作用下能形成良好的结合，生成合金层的性能。能。 铜是

7、导电性能良好且易于焊接的金属材料，常用元器件的铜是导电性能良好且易于焊接的金属材料，常用元器件的引线、导线及接点等都采用铜材料制成。其他金属如金、银的引线、导线及接点等都采用铜材料制成。其他金属如金、银的可焊性好，但价格较贵，而铁、镍的可焊性较差。为提高可焊可焊性好，但价格较贵，而铁、镍的可焊性较差。为提高可焊性，通常在铁、镍合金的表面先镀上一层锡、铜、金或银等金性，通常在铁、镍合金的表面先镀上一层锡、铜、金或银等金属，以提高其可焊性。属，以提高其可焊性。 第5页/共140页(2) (2) 工件金属表面应洁净工件金属表面应洁净 工件金属表面如果存在氧化物或污垢，会严重影响与焊料工件金属表面如果

8、存在氧化物或污垢，会严重影响与焊料在界面上形成合金层，造成虚、假焊。轻度的氧化物或污垢可在界面上形成合金层，造成虚、假焊。轻度的氧化物或污垢可通过助焊剂来清除，较严重的要通过化学或机械的方式来清除通过助焊剂来清除，较严重的要通过化学或机械的方式来清除。(3) (3) 正确选用助焊剂正确选用助焊剂 助焊剂是一种略带酸性的易熔物质，在焊接过程中可以助焊剂是一种略带酸性的易熔物质，在焊接过程中可以溶解工件金属表面的氧化物和污垢，并提高焊料的流动性，有溶解工件金属表面的氧化物和污垢，并提高焊料的流动性，有利于焊料浸润和扩散的进行，在工件金属与焊料的界面上形成利于焊料浸润和扩散的进行，在工件金属与焊料的

9、界面上形成牢固的合金层，保证了焊点的质量。助焊剂种类很多，效果也牢固的合金层，保证了焊点的质量。助焊剂种类很多，效果也不一样，使用时必须根据工件金属材料、焊点表面状况和焊接不一样，使用时必须根据工件金属材料、焊点表面状况和焊接方式来选用。方式来选用。 第6页/共140页(4) (4) 正确选用焊料正确选用焊料 焊料的成分及性能与工件金属材料的可焊性、焊接的温度焊料的成分及性能与工件金属材料的可焊性、焊接的温度及时间、焊点的机械强度等相适应，锡焊工艺中使用的焊料是及时间、焊点的机械强度等相适应，锡焊工艺中使用的焊料是锡铅合金，根据锡铅的比例及含有其他少量金属成分的不同，锡铅合金，根据锡铅的比例及

10、含有其他少量金属成分的不同，其焊接特性也有所不同，应根据不同的要求正确选用焊料。其焊接特性也有所不同，应根据不同的要求正确选用焊料。 第7页/共140页(5) (5) 控制焊接温度和时间控制焊接温度和时间 热能是进行焊接必不可少的条件。热能的作用是熔化焊料，热能是进行焊接必不可少的条件。热能的作用是熔化焊料，提高工件金属的温度，加速原子运动，使焊料浸润工件金属界提高工件金属的温度，加速原子运动，使焊料浸润工件金属界面，并扩散到工件金属界面的晶格中去，形成合金层。温度过面，并扩散到工件金属界面的晶格中去，形成合金层。温度过低，会造成虚焊。温度过高，会损坏元器件和印制电路板。合低，会造成虚焊。温度

11、过高，会损坏元器件和印制电路板。合适的温度是保证焊点质量的重要因素。适的温度是保证焊点质量的重要因素。 在手工焊接时，控制温度的关键是选用具有适当功率的电在手工焊接时，控制温度的关键是选用具有适当功率的电烙铁和掌握焊接时间。电烙铁功率较大时应适当缩短焊接时间，烙铁和掌握焊接时间。电烙铁功率较大时应适当缩短焊接时间，电烙铁功率较小时可适当延长焊接时间。根据焊接面积的大小，电烙铁功率较小时可适当延长焊接时间。根据焊接面积的大小，经过反复多次实践才能把握好焊接工艺的这两个要素。焊接时经过反复多次实践才能把握好焊接工艺的这两个要素。焊接时间过短，会使温度太低，焊接时间过长，会使温度太高。一般间过短，会

12、使温度太低，焊接时间过长，会使温度太高。一般情况下，焊接时间应不超过情况下，焊接时间应不超过3 s3 s。 第8页/共140页4 4焊点的质量要求 (1) (1) 电气性能良好电气性能良好 高质量的焊点应是焊料与工件金属界面形成牢固的合金层，高质量的焊点应是焊料与工件金属界面形成牢固的合金层，才能保证良好的导电性能。不能简单地将焊料堆附在工件金属才能保证良好的导电性能。不能简单地将焊料堆附在工件金属表面而形成虚焊，这是焊接工艺中的大忌。表面而形成虚焊，这是焊接工艺中的大忌。 (2) (2) 具有一定的机械强度具有一定的机械强度 焊点的作用是连接两个或两个以上的元器件，并使电气接焊点的作用是连接

13、两个或两个以上的元器件，并使电气接触良好。电子设备有时要工作在振动的环境中，为使焊件不松触良好。电子设备有时要工作在振动的环境中，为使焊件不松动或脱落，焊点必须具有一定的机械强度。锡铅焊料中的锡和动或脱落，焊点必须具有一定的机械强度。锡铅焊料中的锡和铅的强度都比较低，有时在焊接较大和较重的元器件时，为了铅的强度都比较低，有时在焊接较大和较重的元器件时，为了增加强度，可根据需要增加焊接面积，或将元器件引线、导线增加强度，可根据需要增加焊接面积，或将元器件引线、导线先行网绕、绞合、钩接在接点上再行焊接。所以采用锡焊的焊先行网绕、绞合、钩接在接点上再行焊接。所以采用锡焊的焊点一般都是一个被锡铅焊料包

14、围的接点。点一般都是一个被锡铅焊料包围的接点。 第9页/共140页(3) (3) 焊点上的焊料要适量焊点上的焊料要适量 焊点上的焊料过少，不仅降低机械强度，而且由于表面氧焊点上的焊料过少，不仅降低机械强度，而且由于表面氧化层逐渐加深，会导致焊点早期失效。焊点上的焊料过多，既化层逐渐加深，会导致焊点早期失效。焊点上的焊料过多，既增加成本，又容易造成焊点桥连增加成本，又容易造成焊点桥连( (短路短路) )，也会掩盖焊接缺陷，也会掩盖焊接缺陷，所以焊点上的焊料要适量。印制电路板焊接时，焊料布满焊盘所以焊点上的焊料要适量。印制电路板焊接时，焊料布满焊盘呈裙状展开时最为适宜。呈裙状展开时最为适宜。(4)

15、 (4) 焊点表面应光亮且均匀焊点表面应光亮且均匀 良好的焊点表面应光亮且色泽均匀。这主要是由助焊剂中良好的焊点表面应光亮且色泽均匀。这主要是由助焊剂中未完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊点表面，能防止焊未完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊点表面，能防止焊点表面的氧化。如果使用了消光剂，则对焊接点的光泽不作要点表面的氧化。如果使用了消光剂，则对焊接点的光泽不作要求。求。 第10页/共140页(5) (5) 焊点不应有毛焊点不应有毛 刺、空隙刺、空隙 焊点表面存在毛剌、空隙不仅不美观，还会给电子产品带焊点表面存在毛剌、空隙不仅不美观，还会给电子产品带来危害，尤其在高压电路部分，将会产生尖端放

16、电而损坏电子来危害，尤其在高压电路部分，将会产生尖端放电而损坏电子设备。设备。 (6) (6) 焊点表面必须清洁焊点表面必须清洁 焊点表面的污垢，尤其是助焊剂的有害残留物质，如果不焊点表面的污垢，尤其是助焊剂的有害残留物质，如果不及时清除，酸性物质会腐蚀元器件引线、接点及印制电路，吸及时清除，酸性物质会腐蚀元器件引线、接点及印制电路，吸潮会造成漏电甚至短路燃烧等，从而带来严重隐患。潮会造成漏电甚至短路燃烧等，从而带来严重隐患。 第11页/共140页3.2 3.2 焊接工具与材料 电烙铁电烙铁 1 1外热式电烙铁外热式电烙铁 外热式电烙铁的外形如图外热式电烙铁的外形如图3.13.1所示，由烙铁头

17、、烙铁芯、所示，由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、电源线和插头等各部分组成。电阻丝绕在薄云母外壳、手柄、电源线和插头等各部分组成。电阻丝绕在薄云母片绝缘的圆筒上，组成烙铁芯。烙铁头装在烙铁芯里面，电阻片绝缘的圆筒上，组成烙铁芯。烙铁头装在烙铁芯里面，电阻丝通电后产生的热量传送到烙铁头上，使烙铁头温度升高，故丝通电后产生的热量传送到烙铁头上，使烙铁头温度升高，故称为外热式电烙铁。称为外热式电烙铁。 外热式电烙铁结构简单，价格较低，使用寿命长，但其体外热式电烙铁结构简单，价格较低，使用寿命长，但其体积较大，升温较慢，热效率低。积较大，升温较慢，热效率低。 图图3.1 外热式电烙铁外热式电烙铁第12页/

18、共140页2 2内热式电烙铁内热式电烙铁 内热式电烙铁的外形如图内热式电烙铁的外形如图3.23.2所示。由于烙铁芯装在烙铁所示。由于烙铁芯装在烙铁头里面，故称为内热式电烙铁。内热式电烙铁的烙铁芯是采用头里面，故称为内热式电烙铁。内热式电烙铁的烙铁芯是采用极细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的，外面再套上耐热绝缘瓷极细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的，外面再套上耐热绝缘瓷管。烙铁头的一端是空心的，它套在芯子外面，用弹簧夹紧固。管。烙铁头的一端是空心的，它套在芯子外面，用弹簧夹紧固。由于烙铁芯装在烙铁头内部，热量完全传到烙铁头上，升温快，由于烙铁芯装在烙铁头内部，热量完全传到烙铁头上，升温快，因此热效率高达

19、因此热效率高达85%85%90%90%，烙铁头部温度可达，烙铁头部温度可达350350左右。左右。20 W20 W内热式电烙铁的实用功率相当于内热式电烙铁的实用功率相当于252540 W40 W的外热式电烙的外热式电烙铁。内热式电烙铁具有体积小、重量轻、升温快和热效率高等铁。内热式电烙铁具有体积小、重量轻、升温快和热效率高等优点，因而在电子装配工艺中得到了广泛的应用。优点，因而在电子装配工艺中得到了广泛的应用。 图图3.2 内热式电烙铁内热式电烙铁第13页/共140页3 3恒温电烙铁恒温电烙铁 目前使用的外热式和内热式电烙铁的温度一般都超过目前使用的外热式和内热式电烙铁的温度一般都超过3003

20、00，这对焊接晶体管、集成电路等是不利的。在质量要，这对焊接晶体管、集成电路等是不利的。在质量要求较高的场合，通常需要恒温电烙铁。求较高的场合，通常需要恒温电烙铁。 恒温电烙铁有电控和磁控两种。电控是用热电偶作为传恒温电烙铁有电控和磁控两种。电控是用热电偶作为传感元件来检测和控制烙铁头的温度。当烙铁头温度低于规定感元件来检测和控制烙铁头的温度。当烙铁头温度低于规定值时，温控装置内的电子电路控制半导体开关元件或继电器值时，温控装置内的电子电路控制半导体开关元件或继电器接通电源，给电烙铁供电，使电烙铁温度上升。温度一旦达接通电源，给电烙铁供电，使电烙铁温度上升。温度一旦达到预定值，温控装置自动切断

21、电源。如此反复动作，使烙铁到预定值，温控装置自动切断电源。如此反复动作，使烙铁头基本保持恒温。由于恒温电烙铁的价格较贵，因此目前较头基本保持恒温。由于恒温电烙铁的价格较贵，因此目前较普遍使用的是磁控恒温电烙铁。普遍使用的是磁控恒温电烙铁。 第14页/共140页图图3.3 磁控恒温电烙铁结构示意图磁控恒温电烙铁结构示意图 图图3.4 磁控恒温电烙铁外形图磁控恒温电烙铁外形图第15页/共140页4 4其他电烙铁其他电烙铁 除上述几种烙铁外，新近研制成的一种储能式烙铁，是适除上述几种烙铁外，新近研制成的一种储能式烙铁，是适应集成电路，特别是对电荷敏感的应集成电路，特别是对电荷敏感的MOSMOS电路的

22、焊接工具。烙铁电路的焊接工具。烙铁本身不接电源，当把烙铁插到配套的供电器上时，烙铁处于储本身不接电源，当把烙铁插到配套的供电器上时，烙铁处于储能状态，焊接时拿下烙铁，靠储存在烙铁中的能量完成焊接，能状态，焊接时拿下烙铁，靠储存在烙铁中的能量完成焊接，一次可焊若干焊点。一次可焊若干焊点。 还有用蓄电池供电的碳弧烙铁；可同时除去焊件氧化膜的还有用蓄电池供电的碳弧烙铁；可同时除去焊件氧化膜的超声波烙铁；具有自动送进焊锡装置的自动烙铁等。超声波烙铁；具有自动送进焊锡装置的自动烙铁等。 第16页/共140页6 6电烙铁的使用与保养电烙铁的使用与保养 (1) (1) 电烙铁的电源线最好选用纤维编织花线或橡

23、皮软线，电烙铁的电源线最好选用纤维编织花线或橡皮软线，这两种线不易被烫坏。这两种线不易被烫坏。 (2) (2) 使用前，先用万用表测量一下电烙铁插头两端是否短使用前，先用万用表测量一下电烙铁插头两端是否短路或开路，正常时路或开路，正常时20 W20 W内热式电烙铁阻值约为内热式电烙铁阻值约为2.4 k2.4 k左右左右( (烙烙铁芯的电阻值铁芯的电阻值) )。再测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻。再测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻值应为无穷大。值应为无穷大。(3) (3) 新烙铁刃口表面镀有一层铬，不易沾锡。使用前先用新烙铁刃口表面镀有一层铬，不易沾锡。使用前先用锉锉刀或砂纸将镀铬层

24、去掉，通电加热后涂上少许焊剂，待烙铁刀或砂纸将镀铬层去掉，通电加热后涂上少许焊剂，待烙铁头上的焊剂冒烟时，即上焊锡，使烙铁头的刃口镀上一层锡，头上的焊剂冒烟时，即上焊锡，使烙铁头的刃口镀上一层锡，这时电烙铁就可以使用了。这时电烙铁就可以使用了。 第17页/共140页(4) (4) 在使用间歇中，电烙铁应搁在金属的烙铁架上，这样在使用间歇中，电烙铁应搁在金属的烙铁架上，这样既保证安全，又可适当散热，避免烙铁头既保证安全，又可适当散热，避免烙铁头“烧死烧死”。对已。对已“烧烧死死”的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上锡。的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上锡。 (5) (5) 烙铁头使用较长时间后会出现凹

25、槽或豁口，应及时用烙铁头使用较长时间后会出现凹槽或豁口，应及时用锉刀修整，否则会影响焊点质量。对经多次修整已较短的烙铁锉刀修整，否则会影响焊点质量。对经多次修整已较短的烙铁头，应及时调换，否则会使烙铁头温度过高。头，应及时调换，否则会使烙铁头温度过高。 (6) (6) 在使用过程中，电烙铁应避免敲打碰跌，因为在高温在使用过程中，电烙铁应避免敲打碰跌，因为在高温时的振动，最易使烙铁芯损坏。时的振动，最易使烙铁芯损坏。 第18页/共140页焊料凡是用来焊接两种或两种以上的金属面，使之成凡是用来焊接两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。为一个整体的金属或合金都叫焊料。 焊料的

26、种类很多，按其组成成分，焊料有锡铅焊焊料的种类很多，按其组成成分，焊料有锡铅焊料、银焊料和铜焊料等。按其熔点可分为软焊料料、银焊料和铜焊料等。按其熔点可分为软焊料( (熔点熔点在在450450以下以下) )和硬焊料和硬焊料( (熔点在熔点在450450以上以上) )。 电子产品装配中，一般都选用锡铅焊料，它是一电子产品装配中，一般都选用锡铅焊料，它是一种软焊料。锡可以与其他金属组成二元合金、三元合种软焊料。锡可以与其他金属组成二元合金、三元合金或四元合金。金或四元合金。 第19页/共140页图图3.6 锡铅合金状态图锡铅合金状态图 1. 锡铅共晶合金 锡铅合金的特性随锡铅成分配比的不同而异。图

27、锡铅合金的特性随锡铅成分配比的不同而异。图3.63.6是是不同配比的锡铅合金在不同温度时的状态图。不同配比的锡铅合金在不同温度时的状态图。 第20页/共140页如图如图3.63.6中中B B点所示，含锡量为点所示，含锡量为 63%63%，含铅量为，含铅量为 37%37%时，时，锡铅合金的熔点为锡铅合金的熔点为 183183。此时。此时合金可由固态直接变合金可由固态直接变为为 液态，或由液态直接变为液态，或由液态直接变为 固态固态，这时的合金称为，这时的合金称为 共晶合金，按共晶合金配制成的锡铅焊料称为共晶焊锡。共晶合金，按共晶合金配制成的锡铅焊料称为共晶焊锡。采用共晶焊锡进行焊接有以下优点：采

28、用共晶焊锡进行焊接有以下优点： (1)(1) 熔点最低。降低了焊接温度，减少了元器件受热损坏的机熔点最低。降低了焊接温度，减少了元器件受热损坏的机会。尤其是对温度敏感的元器件影响较小。会。尤其是对温度敏感的元器件影响较小。(2) (2) 熔流点一致。共晶焊锡只有一个熔流点，由液体直接变成熔流点一致。共晶焊锡只有一个熔流点，由液体直接变成固体，结晶迅速，这样可以减少元器件的虚焊现象。固体，结晶迅速，这样可以减少元器件的虚焊现象。 第21页/共140页(3) (3) 流动性好，表面张力小。焊料能很好地填满焊缝，并对流动性好，表面张力小。焊料能很好地填满焊缝，并对工件有较好的浸润作用，使焊点结合紧密

29、光亮。工件有较好的浸润作用，使焊点结合紧密光亮。(4) (4) 抗拉强度和剪切强度高，导电性能好，电阻率低。抗拉强度和剪切强度高，导电性能好，电阻率低。 (5) (5) 抗腐蚀性能好。锡和铅的化学稳定性比其他金属好，抗抗腐蚀性能好。锡和铅的化学稳定性比其他金属好，抗大气腐蚀能力强，而共晶焊锡的抗腐蚀能力更好。大气腐蚀能力强，而共晶焊锡的抗腐蚀能力更好。 第22页/共140页2 2杂质对焊接的影响杂质对焊接的影响 锡铅焊料中往往会含有少量杂质，有些是出于某锡铅焊料中往往会含有少量杂质，有些是出于某种需要而人为掺入的，有些则是在运输、储存和使用种需要而人为掺入的，有些则是在运输、储存和使用过程中无

30、意混入的，这些杂质对焊料的性能有较大的过程中无意混入的，这些杂质对焊料的性能有较大的影响。表影响。表3-13-1列出了各种杂质对焊料性能的影响情况。列出了各种杂质对焊料性能的影响情况。 第23页/共140页表表3-1 3-1 杂质对焊料性能的影响杂质对焊料性能的影响 杂质种类 机构特性 焊接性能 熔化温度变化 其 他 锑 抗拉强度增大，变脆 润湿性、流动性降低 熔化区变窄 电阻变大 铋 变脆 熔点降低 冷却时产生裂缝 锌 润湿性、流动性降低 多孔，表面晶粒粗大 铁 不易操作 熔点提高 带磁，易附在铁上 铝 结合力减弱 流动性降低 易氧化、腐蚀 砷 脆而硬 流动性提高一些 形成水泡状、 针状结晶

31、 镉 变脆 影响光泽， 流动性降低 熔化区变宽 多孔，白色 铜 脆而硬 熔点提高 粒状，不易熔 镍 变脆 焊接性能降低 熔点提高 形成水泡状结晶 银 超过 5%易产生气体 需活性焊剂 熔点提高 耐热性增加 金 变脆 失去光泽 呈白色 第24页/共140页3 3常用锡铅焊料常用锡铅焊料 (1) (1) 管状焊锡丝。管状焊锡丝。在手工焊接时，为了方便，常将焊锡制在手工焊接时，为了方便，常将焊锡制成管状，中空部分注入由特级松香和少量活化剂组成的助焊成管状，中空部分注入由特级松香和少量活化剂组成的助焊剂，这种焊锡称为焊锡丝。有时在焊锡丝中还添加剂，这种焊锡称为焊锡丝。有时在焊锡丝中还添加1%1%2%2

32、%的锑，可适当增加焊料的机械强度。的锑，可适当增加焊料的机械强度。焊锡丝的直径有焊锡丝的直径有0.50.5、0.80.8、0.90.9、1.01.0、1.21.2、1.51.5、2.02.0、2.52.5、3.03.0、4.04.0、5.0 mm5.0 mm等多种规格。也有制成扁带状的，等多种规格。也有制成扁带状的，规格也有很多种。规格也有很多种。 第25页/共140页(2) (2) 抗氧化焊锡。抗氧化焊锡。由于浸焊和波峰焊使用的锡槽都有大由于浸焊和波峰焊使用的锡槽都有大面积的高温表面，焊料液体暴露在大气中，很容易被氧化而面积的高温表面，焊料液体暴露在大气中，很容易被氧化而影响焊接质量，使焊点

33、产生虚焊，因此在锡铅合金中加入少影响焊接质量，使焊点产生虚焊，因此在锡铅合金中加入少量的活性金属，能使氧化锡、氧化铅还原，并漂浮在焊锡表量的活性金属，能使氧化锡、氧化铅还原，并漂浮在焊锡表面形成致密复盖层，从而使焊锡不被继续氧化。这类焊锡在面形成致密复盖层，从而使焊锡不被继续氧化。这类焊锡在浸焊与波峰焊中已得到了普遍使用。浸焊与波峰焊中已得到了普遍使用。(3) (3) 含银焊锡。含银焊锡。电子元器件与导电结构件中，有不少是电子元器件与导电结构件中，有不少是镀银件。使用普通焊锡，镀银层易被焊锡溶解，而使元器件镀银件。使用普通焊锡，镀银层易被焊锡溶解，而使元器件的高频性能变坏。在焊锡中添加的高频性

34、能变坏。在焊锡中添加0.5%0.5%2.0%2.0%的银，可减少的银，可减少镀银件中的银在焊锡中的溶解量，并可降低焊锡的熔点。镀银件中的银在焊锡中的溶解量，并可降低焊锡的熔点。 第26页/共140页(4) (4) 焊膏。焊膏。焊膏是表面安装技术中的一种重要贴装焊膏是表面安装技术中的一种重要贴装材料，由焊粉材料，由焊粉( (焊料制成粉末状焊料制成粉末状) )、有机物和溶剂组成，、有机物和溶剂组成，制成糊状物，能方便地用丝网、模板或涂膏机涂在印制成糊状物，能方便地用丝网、模板或涂膏机涂在印制电路板上。制电路板上。 (5) (5) 不同配比的锡铅焊料。不同配比的锡铅焊料。因为被焊工件的材料、因为被焊

35、工件的材料、焊接的特殊要求及价格等因素，在锡焊工艺中也常使焊接的特殊要求及价格等因素，在锡焊工艺中也常使用一些其他配比的锡铅焊料。常见焊锡的特性及用途用一些其他配比的锡铅焊料。常见焊锡的特性及用途见表见表3-23-2。 第27页/共140页表表3 3-2 -2 常见焊锡的特性及用途常见焊锡的特性及用途 主要成分(%) 名称 牌号 锡 锑 铅 熔点 / 杂质 电阻率 /m 抗拉 强度 主要用途 10 锡铅焊料 HISnPb10 89-91 0.15 余 220 铜、铋、砷 用于钎焊食品器皿及医药卫生物品 39 锡铅焊料 HISnPb39 59-61 0.8 量 183 铁、硫、锌、铝 0.145

36、 4.7 用于钎焊无线电元器件等 58-2 锡铅焊料 HISnPb58-2 39-41 1.5-2 235 0.170 3.8 用于钎焊无线电元器件、导线、钢皮镀铸件等 682 锡铅焊料 HISnPb68-2 29-31 1.5-2 256 0.182 3.3 用于钎焊电缆金属护套、铝管等 90-6 锡铅焊料 HISnPb90-6 3-4 5-6 256 5.9 用于钎焊黄铜和铜 第28页/共140页助焊剂1 1助焊剂的作用助焊剂的作用 (1) (1) 除去氧化物。除去氧化物。为了使焊料与工件表面的原子能够充为了使焊料与工件表面的原子能够充分接近，必须将妨碍两金属原子接近的氧化物和污染物去分接

37、近，必须将妨碍两金属原子接近的氧化物和污染物去除，助焊剂正具有溶解这些氧化物、氢氧化物或使其剥离除，助焊剂正具有溶解这些氧化物、氢氧化物或使其剥离的功能。的功能。(2) (2) 防止工件和焊料加热时氧化。防止工件和焊料加热时氧化。焊接时，助焊剂先于焊接时，助焊剂先于焊料之前熔化，在焊料和工件的表面形成一层薄膜，使之焊料之前熔化，在焊料和工件的表面形成一层薄膜，使之与外界空气隔绝，起到在加热过程中防止工件氧化的作用。与外界空气隔绝，起到在加热过程中防止工件氧化的作用。 (3) (3) 降低焊料表面的张力。降低焊料表面的张力。使用助焊剂可以减小熔化后使用助焊剂可以减小熔化后焊料的表面张力，增加其流

38、动性，有利于浸润。焊料的表面张力，增加其流动性，有利于浸润。 第29页/共140页2 2对助焊剂的要求对助焊剂的要求 (1) (1) 常温下必须稳定，熔点应低于焊料。常温下必须稳定，熔点应低于焊料。 (2) (2) 在焊接过程中具有较高的活化性，较低的表面张力，粘在焊接过程中具有较高的活化性，较低的表面张力，粘度和比重应小于焊料。度和比重应小于焊料。 (3) (3) 不产生有刺激性的气味和有害气体，熔化时不产生飞溅不产生有刺激性的气味和有害气体，熔化时不产生飞溅或飞沫。或飞沫。 (4) (4) 绝缘好、无腐蚀性、残留物无副作用，焊接后的残留物绝缘好、无腐蚀性、残留物无副作用，焊接后的残留物易清

39、洗。易清洗。 (5) (5) 形成的膜光亮形成的膜光亮( (加消光剂的除外加消光剂的除外) )、致密、干燥快、不吸、致密、干燥快、不吸潮、热稳定性好，具有保护工件表面的作用。潮、热稳定性好，具有保护工件表面的作用。 第30页/共140页图图3.7 助焊剂分类及主要成分助焊剂分类及主要成分 3. 3. 常用助焊剂简介常用助焊剂简介 助焊剂一般可分为有机、无机和树脂三大类助焊剂一般可分为有机、无机和树脂三大类( (如图如图3.73.7所所示示) )。电子装配中常用的是树脂类助焊剂。电子装配中常用的是树脂类助焊剂。第31页/共140页(1) (1) 松香酒精助焊剂。松香酒精助焊剂。 松香类助焊剂属于

40、树脂系列焊剂，在常温下，松香是固松香类助焊剂属于树脂系列焊剂，在常温下，松香是固态物质，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙铁头吸附态物质，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙铁头吸附固体松香时，容易挥发，沾到焊点上的数量较少，不能充分固体松香时，容易挥发，沾到焊点上的数量较少，不能充分发挥作用。发挥作用。 平时使用时，常将松香溶于酒精之中，重量比例为平时使用时，常将松香溶于酒精之中，重量比例为3:13:1，并添加适量活性剂，制成松香酒精助焊剂。并添加适量活性剂，制成松香酒精助焊剂。松香类助焊剂的用法有预涂覆和后涂覆两种。预涂覆多松香类助焊剂的用法有预涂覆和后涂覆两种。预涂覆多用于印制电路板焊

41、接，既可防止印制电路板表面氧化，又利用于印制电路板焊接，既可防止印制电路板表面氧化，又利于印制电路板的保存。后涂覆指在焊接过程中添加助焊剂，于印制电路板的保存。后涂覆指在焊接过程中添加助焊剂，与焊料同时使用，也可制成管状焊锡丝。与焊料同时使用，也可制成管状焊锡丝。 第32页/共140页(2) (2) “三三S S”消光助焊剂。消光助焊剂。这种助焊剂具有一定的浸润这种助焊剂具有一定的浸润性，可使焊点丰满，防止桥连、拉尖，还具有较好的消光作用。性，可使焊点丰满，防止桥连、拉尖，还具有较好的消光作用。 (3) (3) 中性助焊剂。中性助焊剂。这种助焊剂适用于锡铅焊料对铜及铜这种助焊剂适用于锡铅焊料对

42、铜及铜合金、银和白金等的焊接。中性助焊剂活化性强，焊接性能好，合金、银和白金等的焊接。中性助焊剂活化性强，焊接性能好，焊前不必清洗或浸锡，并能避免产生虚焊、假焊等现象，同时焊前不必清洗或浸锡，并能避免产生虚焊、假焊等现象，同时在焊接时不产生刺激性有害气体。在焊接时不产生刺激性有害气体。 (4) (4) 波峰焊防氧化剂。波峰焊防氧化剂。波峰焊防氧化剂具有较高的稳定波峰焊防氧化剂具有较高的稳定性和还原能力，性和还原能力，在常温下呈固态，在在常温下呈固态，在8080以上时呈液态，常以上时呈液态，常在浸焊及波峰焊等自动焊接时使用。在浸焊及波峰焊等自动焊接时使用。 第33页/共140页阻焊剂 阻焊剂是一

43、种耐高温的涂料，可将不需要焊接的部分保阻焊剂是一种耐高温的涂料，可将不需要焊接的部分保护起来，致使焊接只在所需要的部位进行，以防止焊接过程护起来，致使焊接只在所需要的部位进行，以防止焊接过程中的桥连、短路等现象发生，对高密度印制电路板尤为重要，中的桥连、短路等现象发生，对高密度印制电路板尤为重要，可降低返修率，节约焊料，使焊接时印制电路板受到的热冲可降低返修率，节约焊料，使焊接时印制电路板受到的热冲击小，板面不易起泡和分层。我们常见到的印制电路板上的击小，板面不易起泡和分层。我们常见到的印制电路板上的绿色涂层即为阻焊剂。绿色涂层即为阻焊剂。阻焊剂的种类有热固化型阻焊剂、紫外线光固化型阻焊阻焊剂

44、的种类有热固化型阻焊剂、紫外线光固化型阻焊剂剂( (又称光敏阻焊剂又称光敏阻焊剂) )和电子辐射固化型阻焊剂等几种，目前和电子辐射固化型阻焊剂等几种，目前常用的是紫外线光固化型阻焊剂。常用的是紫外线光固化型阻焊剂。 第34页/共140页3.3 3.3 手工焊接工艺 焊接准备焊接准备 1 1选用合适功率的电烙铁选用合适功率的电烙铁 由于内热式电烙铁具有升温快、热效率高、体积小、重量由于内热式电烙铁具有升温快、热效率高、体积小、重量轻的特点，在电子装配中已得到普遍使用。焊接印制电路板的轻的特点，在电子装配中已得到普遍使用。焊接印制电路板的焊盘和一般产品中的较精密元器件及受热易损元器件宜选用焊盘和一

45、般产品中的较精密元器件及受热易损元器件宜选用20 W20 W内热式电烙铁。但低功率的电烙铁由于本身的热容量小，内热式电烙铁。但低功率的电烙铁由于本身的热容量小，热恢复时间长，不适于快速操作。热恢复时间长，不适于快速操作。 对这类焊接，在具有熟练的操作技术的基础上，可选用对这类焊接，在具有熟练的操作技术的基础上，可选用35 35 WW内热式电烙铁，这样可缩短焊接时间。对一些焊接面积大的内热式电烙铁，这样可缩短焊接时间。对一些焊接面积大的结构件、金属底板接地点的焊接，则应选用功率更大一些的电结构件、金属底板接地点的焊接，则应选用功率更大一些的电烙铁。烙铁。 第35页/共140页2 2选用合适的烙铁

46、头选用合适的烙铁头 烙铁头的形状要适应被焊工件表面的要求和产品的装配烙铁头的形状要适应被焊工件表面的要求和产品的装配密度。成品电烙铁头都已定形，可根据焊接的需要，自行加密度。成品电烙铁头都已定形，可根据焊接的需要，自行加工成不同形状的烙铁头，如图工成不同形状的烙铁头，如图3.83.8所示。所示。 凿形和尖锥形烙铁头，角度较大时，热量比较集中，温凿形和尖锥形烙铁头，角度较大时，热量比较集中，温度下降较慢，适用于一般焊点。角度较小时，温度下降快，度下降较慢，适用于一般焊点。角度较小时，温度下降快，适用于焊接对温度比较敏感的元器件。适用于焊接对温度比较敏感的元器件。 斜面设计的烙铁头，由于表面积较大

47、，传热较快，因此斜面设计的烙铁头，由于表面积较大，传热较快，因此适用于焊接密度不很高的单面印制板焊盘接点。适用于焊接密度不很高的单面印制板焊盘接点。 圆锥形烙铁头适用于焊接密度高的焊点、小孔和小而怕热圆锥形烙铁头适用于焊接密度高的焊点、小孔和小而怕热的元器件。的元器件。 第36页/共140页图图3.8 烙铁头的形状烙铁头的形状(a) 弯形烙铁头；弯形烙铁头；(b) 直形烙铁头；直形烙铁头；(c) 圆锥形烙铁头；圆锥形烙铁头；(d) 凿形烙铁头凿形烙铁头 3. 3. 烙铁头的清洁和上锡烙铁头的清洁和上锡 对于已使用过的电烙铁，应进行表面清洁、整形及上锡，对于已使用过的电烙铁，应进行表面清洁、整形

48、及上锡，使烙铁头表面平整、光亮及上锡良好。使烙铁头表面平整、光亮及上锡良好。 第37页/共140页手工焊接1. 1. 焊接操作姿势与卫生焊接操作姿势与卫生 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30 cm30 cm，通常以通常以40 cm40 cm为宜。为宜。 电烙铁拿法有三种，如图电烙铁拿法有三种，如图3.93.9所示。反握法动作稳所示。反握法动作稳定，长时操作不易疲劳，适于大

49、功率烙铁的操作。正定，长时操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。 第38页/共140页图图3.9 电烙铁拿法电烙铁拿法(a) (a) 反握法；反握法；(b) (b) 正握法；正握法；(c) (c) 握笔法握笔法 第39页/共140页焊锡丝一般有两种拿法，如图焊锡丝一般有两种拿法，如图3.103.10所示。由于焊丝成分中，所示。由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操铅占一定比例，众所周知铅是对人体

50、有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。 图图3.10 焊锡丝拿法焊锡丝拿法(a) (a) 连续锡焊时焊锡丝的拿法；连续锡焊时焊锡丝的拿法；(b) (b) 断续锡焊时焊锡丝的拿法断续锡焊时焊锡丝的拿法 第40页/共140页2 2五步法训练五步法训练 作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法，五步法是作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法，五步法是卓有成效的，值得单独作为一节来讨论。卓有成效的，值得单独作为一节来讨论。不少电子爱好者中通行一种焊接操作法，即先用烙铁头沾不少电子爱好者中通行一种焊接操作法，即先用烙铁头沾上一些焊锡，然后将烙铁放到