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第一章 焊錫原理 第一節 焊接原理 利用加熱或其它方法借助助焊劑的作用使兩種金屬相互擴散牢固結合在一起的方法稱為焊接。電子行業所用的焊接均為釬接(焊料的熔點小於450℃)。釬焊中起連接作用的金屬材料稱為焊料。常用焊料為錫鉛合金。由於錫焊方法簡便，整修焊點、拆換元器件、重新焊接都不困難，使用簡單的工具(電烙鐵)即可完成，且成本低，易實現自動化等特點，因此，它是使用最早，適用范圍最廣和當前仍占比例最大的一種焊接方法。隨著電子行業的發展，焊接技術也有了不少的更新和發展，例如：波峰焊、回流焊等。 電子產品中焊接點的數量有幾十個至上百萬個，這樣多的焊接點，不但裝配過程中工程量大，而且每一個焊點質量都關係著整個產品的使用可靠性，因此每個焊點都應具有一定的機械強度和良好的電氣性能。焊接技術不僅關係著整機裝配的勞動生產率高低和生產成本的大小，而且也是電子產品質量的關鍵。 第二節 焊料 在焊接過程中起連接作用的金屬材料，稱為焊料。電子行業中所用的焊料通常為錫鉛合金，其配比為：Sn63%，Pb37%，該合金稱為錫鉛共晶合金。 一、錫、鉛合金相變圖 從圖中可以看出，只有純鉛(A點)，純錫(C點)，易熔合金(共晶點B點)是在單一溫度下熔化的。其他配比構成的合金則是在一個溫度區域內熔化的，其上限(A-B-C線)稱做液相線，下限(A-D-B-E-C線)稱做固相線。在兩個溫度線之間半液體區，焊料呈稠糊狀。在B點合金不呈半液體狀態，可由固體直接變成液體，這個B點稱為共晶點。按共晶點的配比配制的合金稱為共晶合金。 二、共晶焊錫的特點 電子工業希望在最低溫度下完成焊錫工作，那就得利用熔點最低之錫鉛合金。即共晶點合金，其配比：Sn：Pb=63：37。共晶焊錫具有如下特點： 1．不經過半熔融狀態而迅速固化或液化，可以最快速度完成焊接。 2．能在較低溫度下開始焊接作業，是錫鉛合金中焊接性能最佳的一種。 3．焊接後焊點的機械強度、導電性能好。 三、焊料中雜質對焊料性能的影響 焊料中除錫、鉛外往往含有少量其他元素，如銅、銻、鉍等。另外，在焊接作業中，PCB和元件腳上的雜質也會帶入錫爐內。這些元素對焊錫的性能會有影響，下表列出的為中國電子行業標准SJ/T10134-94中雜質允許范圍及對焊點性能的影響。 雜質 最高容限 雜質超標時對焊點性能的影響 銅 0.300 焊料硬而脆，流動性差 金 0.200 焊料呈顆粒狀 鎘 0.005 焊料疏松易碎 鋅 0.005 焊料粗糙和顆粒狀，起沙和多孔的樹枝結構 鋁 0.006 焊料粘滯，起霜多孔 銻 0.500 焊料硬脆 鐵 0.020 焊料熔點升高，流動性差 砷 0.030 小氣孔，脆性增加 鉍 0.250 熔點降低，變脆 銀 0.100 失去自然光澤，出現白色顆粒狀物 鎳 0.010 起泡，形成硬的不溶解化合物 第三節 助焊劑 助焊劑是在焊接過程中起助焊作用的液體，其作用如下： 一、助焊劑的作用 1．清除焊接金屬表面的氧化膜； 2．在焊接物表面形成一液態的保護膜，隔絕高溫時四周的空氣，金屬表面再氧化； 3．降低焊錫的表面張力，增加其擴散能力； 4．焊接的瞬間，可以讓熔融狀的焊錫取代，順利完成焊接。 二、助焊劑的分類 助焊劑通常是依它們的成份而分類，也有依它們的活性強弱而分類的。按成份通常分為無機系列和有機系列。有機系列又可分為松香型和非松香型。 1．無機系列：主要由無機酸和無機鹽組成，有很強的活性，腐蝕性大，揮發氣體對元件有破壞作用，焊後必須清洗，電子行業一般禁止使用。 2．有機系列：主要由有機酸、有機的胺鹽、鹵素化合物等組成。焊錫作用及腐蝕性中等，大部分為水溶性，無法用一般溶劑清洗。 3．樹脂系列：主要由松香、松香加活性劑、松香系列合成樹脂加活性劑、消光劑等組成。松香的絕緣性能比較好，但是活性差，為提高其活性，往往加入少量有機酸、有機胺類等活性物質。 實際上，隨著電子行業對焊接質量的要求提高，化工行業已將有機系列與樹脂系列綜合起來調配，以滿足不同的焊接要求。 三、助焊劑的選擇 隨著電子行業的發展，助焊劑的種類也隨之增多，選擇合適的助焊劑對於保證生產和產品質量非常重要。選擇主要虎下列因素： 1．被焊金屬材料及清潔程度； 2．焊後清洗或免清洗(水洗或有機溶劑清洗)； 3．助焊劑本身的穩定性； 4．絕緣阻抗及腐蝕程度； 5．消艷型或光亮型； 6．比重使用范圍； 7．對環境衛生的影響等。 第四節 焊點 將被焊金屬通過焊接連接在一起的連接點叫焊點。 一、焊點的形成過程及必要條件 1．焊點的形成 熔化的焊錫借助助焊劑的作用，與被焊接的金屬材料相互接觸時，如果在結合界面上不存在其他任何雜質，那麼焊錫中的錫和鉛的任何一種原子會進入被焊接的金屬材料的晶格而生成合金，這樣就形成了牢固可靠的焊點。 2．焊點形成的條件： 1)