焊接工艺技术培训教材.ppt

电子焊接工艺技术 主要内容 焊接基本原理 焊接材料 手工焊 波峰焊 回流焊 电子焊接工艺新进展 不良焊點分析說明 焊錫作業安全防范 一、焊接基本原理 焊接的三个理化过程： 1. 润湿 2. 扩散 3. 合金化 Cu6Sn5，Cu3Sn 1.1 润湿角解析 0o?90o,意味着液体能够润湿固体； 90o?180o,则液体不能润湿固体。 1.2 焊接过程－扩散溶解 母材向液态钎料的扩散溶解 G 单位面积内母材的溶解量； ry 液态钎料的密度； Cy 母材在液态钎料中的极限溶解度； Vy 液态钎料的体积； S 液-固相的接触面积； a 母材的原子在液态钎料中的溶解系数； t 接触时间。 1.3 焊接过程－－ 合金化 界面处金属间化合物的形成 1.4 不良焊接－图例 焊接不良即润湿角大于90o，和/或铺展界面存在缺陷。 主要原因有两点：(1) 母材表面的氧化物未被钎剂去除干净，使得钎料难以在这种表面上铺展。(2) 焊料本已良好润湿母材，但由于工艺不当，使得母材表面的金属镀层完全溶解到液态钎料中，或是形成了连续的化合物相，使已经铺展开的液态钎料回缩，接触角增大。 1.5 良好焊接－图例 元器件引线焊接良好即意味着钎料在其表面润湿良好，润湿角小于90o。 2.1 焊接材料－铅锡焊料 铅锡焊料的特性 1.锡铅比例 2.熔点 3.机械性能（抗拉强度与剪切强度） 4.表面张力与粘度（Sn－BS Pb－SB） 2.2 焊接材料－铅锡焊料 焊料的杂质含量及其影响 2-3 焊接材料－助焊剂 1. 助焊剂的作用 2.3.1 助焊剂－作用 固体金属最外层表面是一层0.2~ 0.3nm的气体吸附层。 接下来是一层3~4nm厚的氧化膜层。所谓氧化膜层并不是单纯的氧化物，而是由氧化物的水合物、氢氧化物、碱式碳酸盐等组成。 在氧化膜层之下是一层1~10μm厚的变形层，这是由于压力加工所形成的晶粒变形结构，与氧化膜之间还有1~2μm厚 的微晶组织。 2-4 焊接材料－助焊剂 助焊剂应具备的性能 2.5無鉛焊錫制程 焊錫成份 錫銀銅比例 Sn /Ag/Cu（96.5：3.0：0.5） 無鉛與有鉛焊錫參數差異分析 3-2 手工烙铁焊－工具选择 3.2 手工烙铁焊－工具特性 烙铁头的特性 1.温度 2.形状 3.耐腐蚀性 3.1烙鐵頭形狀 1.普通與控溫差別 2.無鉛與有鉛差別 3.2 手工烙铁焊－焊锡丝选择 3-2 手工烙铁焊－方法 1.焊前准备 2.焊接步骤 3.焊接要领 3-2 手工烙铁焊－方法 4.1 波峰焊－工艺步骤 工艺主要步骤-1 1.涂覆助焊剂 4.1 波峰焊－工艺步骤 2.预热 90~120℃ 3.焊接 245±5℃ 3～5S 挥发助焊剂中的溶剂 活化助焊剂，增加助焊能力 减少高温对被焊母材的热冲击 减少锡槽的温度损失 4.2 波峰焊－工艺参数的设定 1.助焊剂比重（保持恒定0.795-0.805） 2.预热温度（90～110℃，调温或调速） 3.焊接温度（245±5℃） 4.焊接时间（3～5S） 5.波峰高度（2/3 Board） 6.传送角度 (5~7°) 4.2 波峰焊－参数的影响 高度与角度 4.2 波峰焊－焊后补焊 补焊内容 1.插件高度与斜度 2.漏焊、假焊、连焊 3.漏插 4.引脚长度 4.2.1插件高度与斜度的规定 4.3 波峰焊设备－波峰焊机 波峰焊机 4.3 波峰焊设备－助焊剂涂覆装置 4.3.1 波峰焊设备－部件 预 热 器 强迫对流式（热风） 石英灯加热（短红外） 热棒（板）加热（长红外） 4.3.1 波峰焊设备－部件 波峰发生器 4.3.1.1 波峰的形状 4.3.1 波峰焊设备－部件 传输机构 5 . 再流焊 再流焊类型： 1.对流红外再流焊 2.热板红外再流焊 3.气相再流焊（VPS） 4.激光再流焊 5.1 再流焊－工艺参数 1.温度曲线的确定原则； 2.实际温度曲线的确定； 3.温度曲线的测定方法 5.1.1 再流过程－温度曲线的确定原则 (1) 预热区(加热通道的25-33%)。钎料膏中的溶剂开始蒸发。温度上升必须慢(2-5oC/秒)，以防止沸腾和飞溅形成小锡珠，同时避免过大热应力。 (2) 活性区(33-50%, 120-150oC)。使PCB均温。同时助焊剂开始活跃，化学清洗行动开始。 (3)和(4) 再流区(205-230oC)。錫料膏中的金属颗粒熔化，在液态表面张力作用下形成焊点表面。 (5) 冷却区。焊点强度会随冷却速率增加而稍微增加，但太快将导致过大热应力(应小于5oC/秒)。 5.1.2再流过程－实际温度曲线的测定 优化的再流温度曲线是SMT组装中得到优质焊点的最重要因