焊接工艺技术(2学时).

1、 1.掌握焊接工艺的操作技巧及测试要求；2.熟练掌握并正确使用电烙铁；3.熟练掌握电子元件的安装及焊接工艺.4.了解SMT工艺技术1.能正确使用电烙铁焊接出合格的工艺品及印刷 电路板套件；2. .要求焊点光滑无毛刺，机械强度好；3.掌握电子元件的安装及焊接要求.4.合理设计制作印制电路板它是利用加热或加压，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成牢固的合金层，从而将工件金属永久地结合在一起。它是连接各电子元器件及导线的主要手段. 本节课 凡是用来凡是用来熔合熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一个整两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的体的金属或合金金

2、属或合金都叫焊料。焊料是一种都叫焊料。焊料是一种易熔易熔金属，金属，它能使元器件引线与印制电路板的连接点连它能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。接在一起。 锡（锡（Sn）是一种）是一种质地柔软质地柔软、延展性大延展性大的的银白色银白色金属，熔点为金属，熔点为 232 ，在常温下化学性能稳定，不易氧化，不失金属光泽，抗大，在常温下化学性能稳定，不易氧化，不失金属光泽，抗大气腐蚀能力强。气腐蚀能力强。 铅（铅（ Pb ）是一种）是一种较软较软的的浅青白色浅青白色金属，熔点为金属，熔点为 327 ，高，高纯度的纯度的铅耐大气腐蚀能力强铅耐大气腐蚀能力强，化学稳定性好化学稳定性好，但，但对人

3、体有害对人体有害。 焊锡按含锡量的多少可分为焊锡按含锡量的多少可分为 15 种，按含锡量种，按含锡量和杂质的化学成分分为和杂质的化学成分分为 S 、 A 、 B 三个等级。三个等级。手手工焊接常用丝状焊锡。工焊接常用丝状焊锡。 锡中加入锡中加入一定比例一定比例的铅和少量其它金属可制成的铅和少量其它金属可制成熔熔点低、流动性好点低、流动性好、对元件和导线的、对元件和导线的附着力强附着力强、机械机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观光亮美观的焊料，一般称焊锡。的焊料，一般称焊锡。助焊剂是一种促进焊接的化学物质。在锡焊中，它是一种不助焊剂

4、是一种促进焊接的化学物质。在锡焊中，它是一种不可缺少的辅助材料。可缺少的辅助材料。 助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂。助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂。 常用助焊剂常用助焊剂-松香。松香。 母材在焊接过程中需要加热，高温时金属表面会加速氧母材在焊接过程中需要加热，高温时金属表面会加速氧化，因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面，可防止它们化，因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面，可防止它们氧化。氧化。助焊剂的作用助焊剂的作用 在大气中，被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着，其厚度在大气中，被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着，其厚度大约为大约为 2 2 10-910-92

5、 2 10-8m10-8m。在焊接时，氧化膜必然会阻。在焊接时，氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿，焊接就不能正常进行，因此必须在母止焊料对母材的润湿，焊接就不能正常进行，因此必须在母材表面涂敷助焊剂，材表面涂敷助焊剂，使母材表面的氧化物还原，使母材表面的氧化物还原，从而达到消从而达到消除氧化膜的目的。除氧化膜的目的。 使用焊剂时，必须根据被焊件的使用焊剂时，必须根据被焊件的面积大小面积大小和和表表面状态面状态适量适量施用，用量过小则影响焊接质量，用施用，用量过小则影响焊接质量，用量过多，焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘量过多，焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差性能变差。 熔融焊料表面

6、具有熔融焊料表面具有一定的张力一定的张力，就像雨水落在荷叶上，就像雨水落在荷叶上，由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。熔融焊料由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流，影响润湿的正常进行。的表面张力会阻止其向母材表面漫流，影响润湿的正常进行。当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时，可降低液态焊料的表面当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时，可降低液态焊料的表面张力，使润湿性能明显得到提高。张力，使润湿性能明显得到提高。 限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来，保护面板使其在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥

7、接、拉尖、短路、虚焊等情况。 我们常见的有印制电路板上的绿色涂层即为阻焊剂。1.21.2、焊接工具、焊接工具焊接熔焊钎焊接触焊软焊硬焊锡焊手工锡焊印刷电路板焊接浸焊 波峰焊再流焊1.31.3 焊接的分类焊接的分类1.3.1 1.3.1 锡焊锡焊 锡焊是采用锡铅焊料进行的焊接，是锡铅焊的简称。锡焊方法简便，整修焊点，拆换元器件，重新焊接都较容易，且使用工具简单（电烙铁）。而且它的成本低，易实现自动化。是在电子装配中使用最早，适用范围最广的一种焊接方法。1.3.21.3.2 锡焊的机理和工艺要素锡焊的机理和工艺要素锡焊机理锡焊机理浸润扩散界面层的结晶与凝固1.3.3锡焊的工艺要素锡焊的工艺要素 为

8、了提高焊接质量，必须注意掌握锡焊的条件。 被焊件必须具备可焊性。 被焊金属表面应保持清洁。 使用合适的助焊剂。 具有适当的焊接温度。 具有合适的焊接时间。2、 常用手工焊接的工具常用手工焊接的工具 2.1.2.1.烙铁简介烙铁简介 电烙铁是手工焊接的基本工具，是根据电流通过发热元件产生热量的原理而制成的。 常用的电烙铁有外热式、内热式、恒温式、感应式等几种。另外还有吸锡烙铁、半自动送料电烙铁、超声波烙铁、充电烙铁等.下面介绍几种常用电烙铁的构造及特点。常用电烙铁的构造及特点常用电烙铁的构造及特点外热式电烙铁外热式电烙铁内热式电烙铁内热式电烙铁恒温电烙铁恒温电烙铁感应式烙铁感应式烙铁其他烙铁其他

9、烙铁& & 吸锡电烙铁吸锡电烙铁: : 将活塞式吸锡器与电烙铁溶 于一 体的拆焊工具。& & 汽焊烙铁汽焊烙铁: :一种用液化气、甲烷等可燃 气体燃 烧加热烙铁头的烙铁。& & 储能式烙铁储能式烙铁: : 适应集成电路，特别是对 电荷敏感的MOS电路的焊接工具。& & 碳弧烙铁碳弧烙铁；用蓄电池供电& & 超声波烙铁超声波烙铁；可除去焊件氧化膜& & 自动烙铁自动烙铁:具有自动送进焊锡装置。2.2 2.2 电烙铁的选择电烙铁的选择 选用电烙铁一般遵循以下原则： 烙铁头的形状要适应被焊件物面要求和产品

10、装配密度。 烙铁头的顶端温度要与焊料的熔点相适应。 电烙铁热容量要恰当。2.32.3 选择电烙铁的功率原则：选择电烙铁的功率原则： 焊接集成电路，晶体管及其它受热易损件的元器件时，考虑选用 20W 内热式或 25W 外热式电烙铁。 焊接较粗导线及同轴电缆时，考虑选用 50W 内热式或 45 75W 外热式电烙铁。 焊接较大元器件时，如金属底盘接地焊片，应选 100W 以上的电烙铁。2.42.4电烙铁使用：电烙铁使用： 手握铬铁的姿势手握铬铁的姿势 掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子

11、的距离应该不少于 20cm ，通常以 30cm 为宜。握电烙铁的手法示意握电烙铁的手法示意 电烙铁有三种握法：焊锡丝的拿法焊锡丝的拿法 焊锡丝一般有两种拿法。2.42.4 电烙铁的使用与保养电烙铁的使用与保养(1)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。(2)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20 W内热式电烙铁阻值约为2.4 kQ左右(烙铁芯的电阻值)。再测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻值应为无穷大。(3)新烙铁刃口表面镀有一层铬，不易沾锡。使用前先用铿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，

12、使烙铁头的刃口镀上一层锡，这时电烙铁就可以使用了。(4)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“烧死”。对已“烧死”的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上锡。 (5)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头，应及时调换，否则会使烙铁头温度过高。 (6)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。 3 3 焊点的质量要求焊点的质量要求1）电气性能良好2）具有一定的机械强度3）焊点上的焊料要适量4）焊点表面应光亮且均匀5）焊点不应有毛刺、空隙6）焊点表面必须清洁4、手工

13、焊接技术、手工焊接技术 锡焊五步操作法锡焊五步操作法5.3 5.3 基本操作步骤基本操作步骤 掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤，如图所示。 步骤一：准备施焊（图 (a) ）步骤二：加热焊件（图 (b) ）步骤三：送入焊丝（图 (c) ）步骤四：移开焊丝（图 (d) ）步骤五：移开烙铁（图 (e) ） 锡焊五步操作法锡焊五步操作法4.4 4.4 锡焊三步操作法锡焊三步操作法 对于热容量小的焊件，例如印制板上较细导线的连接，可以简化为三步操作。 准备： 加热与送丝：。 去丝移烙铁：4. 5 4. 5 造成焊

14、接质量不高的常见原因造成焊接质量不高的常见原因:焊锡用量过多,形成焊点的锡堆积；焊锡过少,不足以包裹焊点；夹松香焊接,焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香,造成电连接不良；焊锡连桥；焊剂过量,焊点明围松香残渣很多；焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖；在焊锡凝固之前不能动 4.6 4.6 手工焊接的操作要领手工焊接的操作要领 在保证得到优质焊点的目标下，具体的焊接操作手法可以有所不同。 保持烙铁头的清洁 靠增加接触面积来加快传热 加热要靠焊锡桥 烙铁撤离有讲究 如图所示为不同方向撤离烙铁对焊点锡量的影响。4 .7 4 .7 焊点质量及检查焊点质量及检查 对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结

15、合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。 可靠的电气连接 足够的机械强度 光洁整齐的外观4.7.1 4.7.1 对焊点的要求对焊点的要求 4.7.2 典型焊点的形成及其外观 在单面和双面（多层）印制电路板上，焊点的形成是有区别的：见图，在单面板上，焊点仅形成在焊接面的焊盘上方；但在双面板或多层板上，熔融的焊料不仅浸润焊盘上方，还由于毛细作用，渗透到金属化孔内，焊点形成的区域包括焊接面的焊盘上方、金属化孔内和元件面上的部分焊盘，如图所示。典型焊点的外观 焊点的形成5 5、 拆焊与重焊拆焊与重焊 5.1. 5.1. 拆焊技术拆焊技术 引脚较少的元件的拆法引脚较少的元件的拆

16、法 多焊点元件且元件引脚较硬拆法多焊点元件且元件引脚较硬拆法 采用吸锡器或吸锡烙铁逐个将焊点上焊锡吸掉后，再将元件拉出。 用吸锡材料将焊点上的锡吸掉。 采用专用工具，一次将所有焊点加热熔化，取下焊件。5.2. 5.2. 重焊技术重焊技术 重焊电路板上元件。首先将元件孔疏通，再根据孔距用镊子弯好元件引脚，然后插入元件进行焊接。 连接线焊接。首先将连线上锡，再将被焊连线焊端固定（可钩、绞），然后焊接。6 6、 焊接中应注意的几个环节焊接中应注意的几个环节 印刷线路板或铆钉板上的焊盘及元件引线上氧化层的刮除。焊盘及元件引线表面的及时上锡。选用合适的方法进行焊接，一般初学者用带锡焊接法。焊接时如怕烫，

17、可用镊子、尖嘴钳夹住元件的引线或用布垫在元件上进行焊接。焊接时在焊点上焊锡未凝固以前不得摇动元件的引线，以免造成虚焊或假焊。焊点形成后烙铁头应从板子斜上45度离去。 电烙铁在长期使用过程中，由于温度过高，和焊剂的腐蚀作用会造成烙铁头烧死，出现沾不上锡的现象，此时需对刀口重新整形和上锡。 电烙铁使用时应防止机械撞击，不用时应切断电源以延长烙铁寿命。7 7、 印制电路板的焊接装配工艺印制电路板的焊接装配工艺元件安装元件安装- -引脚成型引脚成型- -弯曲 7.27.2 (2)(2)整机的布线与接地问题整机的布线与接地问题 接地可分为两种：一是安全接地；另一种是工作接地。 当模拟电路和数字电路组成模

18、数混合电子系统时，通常要将“模拟地”和“数字地隔离出来，以确保整个系统的正常工作。 一般情况下，为合理接地需要注意如下几点：一般情况下，为合理接地需要注意如下几点： （a）电路尽可能一点接地，以避免地电流干扰和寄生反馈。 （b）输出级和输入级不要共用一条地线。 （c） 输入信号的“地”应就近在输入级放大器的地端，不要和其他地方的地线公用。 （d）各种高频和低频去耦电容的地 SMT电路板安装方案元器件安装大功率支撑孔支撑孔- -焊料焊料- -主面主面- -焊盘区覆盖焊盘区覆盖支撑孔支撑孔- -焊接焊接- -辅面辅面- -引脚和内壁引脚和内壁支撑孔支撑孔- -焊料焊料- -辅面辅面- -焊盘区覆盖焊盘区覆盖支撑孔-导线/引脚伸出电气间隙电气间隙检查放大倍数（焊盘宽度）检查放大倍数（焊盘宽度）8 8、印刷电路板焊接、印刷电路板焊接。静电MOSFETMOSFET及集成电路的焊接及集成电路的焊接 9、SMT工艺简介 （1） 波峰焊方式焊盘胶翻转锡波(2) 再流焊（reflow)方式 典型工艺可贴装各种SMD焊盘焊膏导电胶连接（conductive adhesive） 工艺简单 环保 性能适中 可靠性 价格 局限性绿色制造的探索绿色制造的探索1010、 实习任务实习任务10.1 10.1 、 焊接工艺品焊接工艺品10.2 10.2 、 稳压电