§7.2 手工焊接的工艺要求及质量分析
• 手工焊接设备 • 手工焊接工艺
手工焊接设备
• 普通电烙铁 • 调温电烙铁 • 恒温电烙铁
普通电烙铁1
• 电热丝式电烙铁 电流通过电热丝发热而加热 烙铁头。
–内热式：电热丝置于烙铁头内部 –外热式：电热丝包在烙铁头上
内热式电烙铁
普通电烙铁2
调温电烙铁1
第7章 焊接工艺
§7.1 焊接的基本知识 §7.2 手工焊接的工艺要求及质量分析 §7.3 自动焊接技术 §7.4 无锡焊接技术
§7.1 焊接的基本知识
• 焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。 – 熔焊 熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化 状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。 如电弧焊、气焊等。 – 接触焊 在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不 加热)完成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩 擦焊等。
焊接的机理1
润湿的好坏用润湿角表示
a）θ>90°不润湿 b）θ=90°润湿不良 c）θ<90°润湿良好
合金层
• 一个好的焊点必须具备： – 良好的机械性能使元器件牢牢固定在PCB板 上 – 优良导电性能
焊接要素
• 可焊部位必须清洁 • 焊接工具 • 焊锡 • 助焊剂 • 温度 • 正确的工作方法
• 温度非常稳定的电烙铁 • 特点：
–升温快 TIP能在4S N内自动升温到所 需的温度
–温度稳定性好 ±1.1 °C –符合ESD防护的标准。
METCAL公司MS-500S型恒温电烙铁1
METCAL公司MS-500S型恒温电烙铁2
Punta Bobina Calentador
Conector
如何选用烙铁头
焊接的机理1
• 湿过程
– 熔融的焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且付 着牢固的合金的过程，称之为焊料在母材表面的润湿 。
– 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。
• 考虑所需的焊接温度 • 焊接元件的种类与元件引脚大的尺寸大小
• 选择正确的系列 • 在焊接前，用焊锡预焊TIP可改进TIP的传热性。
METCAL烙铁的维护
• 新的烙铁第一次使用要上锡 • 烙铁常时间不用，一定要上锡 • 烙铁尖上的多余焊锡不要甩掉，在海绵上刮掉，
海绵每天使用都要清洗，应给海绵加纯净水。 • 关闭电源前，一定要给烙铁上锡
– 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。电子产品安装工艺中所谓的“焊接” 就是软钎焊的一种，主要使用锡、铅等低熔点合 金材料作焊料，因此俗称“锡焊”。
• 含银的焊锡 在锡铅焊料中添加0．5％～2．0％的银，可减少镀
银件中的银在焊料中的溶解量，并可降低焊料的熔点
助焊剂
• 助焊剂的作用 清除金属表面氧化物，硫化物、油和其它污染
物，并防止在加热过程中焊料继续氧化。同时， 它还具有增强焊料与金属表面的活性、增加浸润 的作用。
对助焊剂的要求
• 有清洗被焊金属和焊料表面的作用。 • 熔点要低于所有焊料的熔点。 • 在焊接温度下能形成液状，具有保护金属表面的作用。 • 有较低的表面张力，受热后能迅速均匀地流动。 • 熔化时不产生飞溅或飞沫。 • 不产生有害气体和有强烈刺激性的气味。 • 不导电，无腐蚀性，残留物无副作用。 • 助焊剂的膜要光亮，致密、干燥快、不吸潮、热稳定性好。
• 调温电烙铁：有自动和手动两种。 –手动式 ：将烙铁接到一个可调电源上，由调压器 上的刻度可调定烙铁温度。 –自动式 ：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，控制调压电 路，达到恒温目的
调温电烙铁2
白光公司的自动调温电烙铁
恒温电烙铁 （METCAL公司的MS-500S）
• 对阻焊剂的要求
–粘度适宜，不封网，不润图像。在250—270’C的锡焊温度 中经过10～25s而不起泡；
–脱落与覆铜箔仍能牢固粘接，具有较好的耐溶剂化学药 品性，能经受焊前的化学处理有一定的机械强度，能承 受尼龙刷的打磨抛光处理。
• 阻焊剂的种类
–阻焊剂可分为热固化型、紫外线光固化型及电子束漫射 固化型等几种。
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
常用焊锡1
• 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。锡铅组分不同，熔点就不同。 • 抗氧化焊锡
在锡铅合金中加入少量的活性金属，保护焊锡不 被继续氧化。这类焊锡适用于浸焊和波峰焊。
常用焊锡2
• 焊膏 是表面安装技术中的一种重要贴装材料，由焊粉，有
机物和溶剂组成，制成糊状物，能方便地用丝网、模板 或点膏机印涂在印制电路板上。
助焊剂的种类
• 助焊剂一般可分为有机，无机和树脂三大类。
–无机系列：一般无机助焊剂化学作用强，腐蚀作用大。 锡焊性好。但对电路元件有破坏作用，焊后必须清洗干 净。
–有机助焊剂：此类助焊剂具有一定程度的腐蚀性，残渣 不易清洗，焊接时有废气污染。
–树脂系列：松香系列助焊剂在PCB焊接较常用。在应用时， 分为前涂覆和后涂覆。
阻焊剂
• 阻焊剂的作用
在焊接时可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来，使 焊接仅在需要焊接的焊接点上进行。广泛用于浸焊和波峰焊。
• 阻焊剂的优点
–防止焊锡桥连造成短路。 –使焊点饱满，减少虚焊，而且有助于节约焊料。 –由于板面部分为阻焊剂膜所覆盖，焊接时板面受到的热冲
击小，因而不易起泡、分层。
阻焊剂