16.电子零件和基板的焊接知识幻灯片.ppt

目 錄 焊接基礎知識 焊接的要素 手工焊接設備 焊料介紹 手工焊接工藝 焊接工艺﹕ 焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响电子设备可靠性。焊接质量是电子产品质量的关键。 1.锡焊分类及特点 焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。 2.钎焊: 采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。使用焊料的熔点高于4500C 的焊接称硬钎焊；使用焊料的熔点低于4500C 的焊接称软钎焊。电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的一种，俗称“锡焊” 润湿(横向流动)﹕ 又称浸润，是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。金属表面看起来是比较光滑的，但在显微镜下面看，有无数的凸凹不平、晶界和伤痕的，焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的，因此焊接时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜，焊锡紧跟其后，所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。润湿的好坏用润湿角表示. 润湿示意图﹕ 扩散(纵向流动)﹕ 伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。例如， 用锡铅焊料焊接铜件，焊接过程中既有表面扩散，又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料中的铅只参与表面扩散，而锡和銅原子相互扩散，这是不同金属性质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用，在两者界面形成新的合金，从而使焊料和焊件牢固地结合。 合金层(界面层)﹕ 扩散的结果使锡原子和被焊金属铜的交接处形成合金层，从而形成牢固的焊接点。以锡铅焊料焊接铜件为例。低温(250～300℃)条件下，铜和焊锡的界面就会生成Cu3Sn 和Cu6Sn5。若温度超过300℃，除生成这些合金外，还要生成Cu31Sn8 等金属间化合物。焊点界面的厚度因温度和焊接时间不同而异，一般在3~10um 之间。 锡铅焊料焊接紫铜时的部分断面金属组织的放大说明 1.焊接母材的可焊性 2.焊接部位清洁程度 3.助焊剂 4.焊接温度和时间 普通电烙铁、调温式电烙铁、恒温电烙铁 调温式电烙铁﹕ 1. 手动调温式电烙铁 实际是将烙铁接到一个可调电源上，通过改变调压器输出的交流电压的大小来调节烙铁温度。这种烙铁的温度稳定性不是很稳定。 调温式电烙铁﹕ 2. 自动调温式电烙铁 这种烙铁的典型产品如日本白光公司的HAKO928。它靠温度传感器监测烙铁头的温度，并通过放大器将温度传感器输出信号放大，控制给烙铁供电的电源电压，当烙铁头的温度与设定温度较大时，以较大的电压加热，当烙铁头的温度与设定的温度较小时，以较小的电压加热。这种烙铁的特点是，控温准确（控温精度为±10°C）。 自动调温式电烙铁 焊料﹕ 凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整体的金属的合金都叫焊料。根据其组成成分，焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料。按熔点，焊料又可以分为软焊料（熔点在450℃以下）和硬焊料（熔点在450℃以上）。在电子装配中常用的是锡铅焊料。 焊锡合金的特性-导电﹕ 导电：相对于铜的导电率，锡铅合金的导电率仅是铜的1/10，即它的导电能力比较差。焊点的电阻与电阻率、焊点的形状、面积等多种因素有关。焊点如有空洞、深孔等缺陷，电阻就要明显变大。在室温下，一般一个焊点的电阻通常在1~10mΩ 之间。当有大电流流过焊接部位时，就必须考虑其压降和发热。因此，对大电流通过的焊接部位，除了印制导线要加宽外，待焊物件还应该绕焊 焊锡合金的特性-力学性能﹕ 在实际焊接中，即使不考虑焊接过程中所产生的缺陷如空洞和气泡等对强度的影响，焊点强度也经常出现问题。电子产品在实际工作中，焊点电阻的存在，而出现发热现象，在温度循环的情况下，焊点出现蠕变和疲劳，这将极大的影响焊点的力学性能。例如温度在20~110℃之间循环超过2000 次，焊料的抗剪强度仅为正常值的1/5~1/10。此外焊点的强度还与焊点的形状、负载的方向、厚度以及冷却的速度有关。-为什么对电子产品老化原因。 常用焊锡﹕ 焊锡丝是手工焊接用的焊料。焊锡丝是管状的，由焊剂与焊锡制做在一起，在焊锡管中夹带固体焊剂。焊剂一般选用特级松香为基质材料，并添加一定的活化剂，如盐酸二乙胺等。锡铅组分不同，熔点就不同。 如Sn63Pb37，熔点183℃，Sn62Pb36Ag2，熔点179℃。管状焊锡丝的直径的0