00274-电子产品生产工艺：第九章锡焊技术.2.ppt

第九章锡焊技术(二) 9.3 烙铁焊 9.4 波峰焊 学时数：2课时 9.3 烙铁焊 (p154-158) 作用： （p154） 机械自动焊后焊接面的修补及加强焊; 整机组装中各部件装联焊接; 产量很小或单件生产产品的焊接; 温度敏感的元器件及有特殊抗静电要求的元器件焊 接; 作为产品设计人员及维修人员的焊接工具; 9.3.1 工具的选择 (p155) 普通电烙铁 手枪式电烙铁 自动温控或自动断电式: 9.3.2 烙铁头的特性 (p155-156) 1. 温度 待焊状态时为330370, 在连续焊接时，前一焊 点完成后, 焊接下一焊点前烙铁头温度应能恢复到 上述温度。 烙铁头与焊件接触时，在焊接过程中，焊接点温度 能保持在240250。 。 2.烙铁头的形状 (p156) 头部的形状应与焊接点的大小及焊点的密度相适应 ， 一般应选择头部截面是园形的，特别在sma的维修中 使用的烙铁，更要注意烙铁头的形状随着整机内元器 件密度的提高， 一般 不宜选择头 部截 面是扁形的 烙铁头。 3. 烙铁头的耐腐蚀性 应尽量采用长寿命烙铁头，它是在铜基体表面镀 上一层铁、镍、铬或铁镍合金这种镀层不仅耐高温 ，而且具有良好沾锡性能。 9.3.3 焊料的选择 (p156) 内带助焊剂的管状焊锡丝,锡铅合金的含量一般为 50-60%,为保证焊点的质量,应选择锡含量在55%以 上,内藏松香应为mar。 焊锡丝的直径有 0.5-2.4mm的8种规 格,应根据焊点的 大小选择焊丝的直 径。 9.3.4 烙铁焊方法 (p157) 1.焊前准备 烙铁头部的预处理（搪锡） 应在烙铁架的小盒内准备松香及清洁块（用水浸透 ），(如果不是长寿命烙铁头，需要用锉刀将头部的 氧化层清除)， 接通电源后片刻，待烙铁头部温度达到松香的熔 解温度(约150)时，将烙铁头插入松香，使其表面 涂敷上一层松香, 脱离松香与锡丝接触，使烙铁 头表面涂敷一层光亮的焊锡，长度 约5-10mm 。 2.焊接步骤（p157） 烙铁头 接触工件 送上 焊锡丝 焊锡丝 脱离焊点 烙铁头 脱离焊点 3. 焊接要领(p158) (1)烙铁头与被焊工件的接触方式 接触位置：烙铁头应同时接触需要互相连接的 两个工件，烙铁一般倾斜45; 接触压力：烙铁头与工件 接触时应略施压力，以对工件 表面不造成损伤为原则。 (2)焊锡的供给方法 供给时间：工件升温达到焊料的熔解温度时立 即送上焊锡； 供给位置：送锡时焊锡丝应接触在烙铁头的对 侧或旁侧，而不应与烙铁头 直接接触。； 供给数量：锡量要适中。 主要衡量标准为 润湿角为1545； 不能呈“馒头”状， 否则会掩盖假焊点 (3)烙铁头的脱离方法(p158) 脱离时间：观察焊锡已充分 润湿焊接部位，而焊剂尚未完全挥 发，形成光亮的焊点时立即 脱离，若焊点表面变 得无光泽而粗糙，则 说明脱离时间太晚了。 脱离动作：脱离时动作要迅速，一般沿焊点 的切线方向拉出或沿引线的轴向拉出，即将脱离 时又快速的向回带一下，然后快速的脱离，以免 焊点表面拉出毛剌。 按上述步骤及要领进行焊接是获得良好焊点的关 键之一，在实际生产中，最容易出现的2种违反操作 步骤的做法： 其一：烙铁头不是先与工件接触，而是先与锡丝接 触，熔化的焊锡滴落在尚未预热的焊接部位，这样很 容易导致虚假焊点的产生。 其二：更为严重的是有的操作者用烙铁头沾一点焊 锡带到焊接部位，这时助焊剂已全部挥发或焦化，失 去了助焊作用，焊接质量就可想而知了。 因此在操作时，最重要的是烙铁必须首先与工件接 触，先对焊接部位进行预热，它是防止产生虚假焊( 最严重的焊接缺陷)的有效手段。 9.4 波峰焊 (p158)（wave soldering) 在印制电路板的装联焊接中，常用的机械自动焊 接方式有三种形式：浸焊、波峰焊及再流焊。 波峰焊是一种传统的机械自动焊接方式，它是为 适应通孔插装印制电路板的焊接而产生的，但在表 面安装技术普遍应用的今天，它仍不失为一种主要 的焊接手段。 波峰焊因具有焊点可靠，一致性好，效率高、成 本低等特点，明显优于烙铁焊，在规模生产中，已 普遍采用这种焊接方式。 9.4.1 波峰焊工艺流程： (p159) 插件前元器件必须预 先成型切短，焊接期间不 需再切脚，所以只需一次 焊接完成。 短插/一次焊接 涂敷助焊剂 预 热 焊 接 冷 却 第一次浸焊： 对元器件作预焊固定， 然后进入切削器，通过旋风 切削的方式将多余引脚切去。 第二次波峰焊： 形成良好焊点。 涂敷助焊剂 涂敷助焊剂 预 热 预 热 浸 焊 冷 却 切 头 除去线头 波峰焊 冷却 长插/二次焊接 9.4.2 波峰焊工艺(p159-160) 1.主要步骤: (1)涂敷助焊剂 (p160) 当印制电路板组件进入波峰焊机后，在传送机构 的带动下，首先在盛放液态助焊剂槽的上方通过， 设备将通过一定的方法在其 表面及元器件的引出端均匀 涂上一层薄薄的助焊剂， (2)预热 (p160) 印制电路板表面涂敷助焊剂后，紧接着按一定的 速度通过预热区加热, 使表面温度逐步上升至90- 110度。 主要作用： 挥发助焊剂中的溶剂，使助焊剂呈胶粘状。 液态的助焊剂内有大量溶剂，主要是无水酒精 ，如直接进入锡缸，在高温下会急剧的挥发，产生 气体使焊料飞溅，在焊点内形成气孔，影响焊接质 量。 活化助焊剂，增加助焊能力。 在室温下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的， 必须通过加热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧 化膜的作用 减少焊接高温对被焊母材的热冲击。 焊接温度约245，在室温下的印制电路板及元 器件若直接进入锡槽，急剧的升温会对它们造成不良 影响。 减少锡槽的温度损失。 未经预热的印制电路板与锡面接触时，使锡面温 度会明显下降，从而影响润湿、扩散的进行。 (3)焊接(p160) 印制电路板组件在传送机构的带动下按一定的 速度缓慢的通过锡峰，使每个焊点与锡面的接触时 间均为35秒，在此期间， 熔融焊锡对焊盘及元器件 引出端充分润湿、扩散而 形成冶金结合层，获得良 好的焊点。 2. 焊接工艺参数的设定 (p160-162) (1)助焊剂比重（0.810.83kg/m3） 波峰焊使用的助焊剂是液态的，助焊剂比重实际 上是反映溶液中助焊剂成分的多少。 比重太大，焊接后板面残余焊剂太多； 比重太低，则助焊性能不够，影响焊接质量。 在自动焊接设备中，一般均具有自动检测及自动 调整功能，如果无此功能，操作者则应每隔1小时用 比重计检测一次，以便及时调整。 (2)预热温度（100 10） 预热温度是指预热结束，印制板进入锡槽焊接 前铜箔面的温度，这时印制电路板上的助焊剂正好 处于胶粘状态。 预热温度不足，就不能达到预热的目的； 预热温度过高，焊剂过早挥发及焦化，会导致 ： ，焊点粗糙；助焊性能下降,影响润湿及扩散 的进行，引起假焊，不能减小焊料的表面张力， 导致焊料过多，造成桥连。 在实际生产中，预热温度是通过控制预热时间 来达到的。 (3)焊接温度（245） 波峰焊使用的焊料熔点为183，为取得 良好的焊接效果，焊接温度应高于熔点约50 65。 温度过高，会导致焊点表面粗糙，形成过 厚的金属间化合物，导致焊点的机械强度下降 ； 元器件及印制板过热损伤。 温度过低，会导致：假焊及桥连缺陷。 (4)焊接时间（3-5秒） 焊接时间是指每个焊点接触到焊料至离开焊料的 这一段时间。 焊接时间过长，会导致： 焊剂过多挥发，使焊 点及板面干燥、焊点粗糙，形成过厚的金属间化合物 ，导致焊点的机械强度下降； 元器件及印制板过热 损伤。 焊接时间过短(小于秒),会导致： 桥连、假焊 ，及较大的焊点拉尖现象； 板面的焊剂残留物增加 。 (5)锡峰高度 (印制板厚度的2/3) 是指印制电路板通过锡峰时，锡峰顶部被压低的 高度。 锡峰过高，焊料容易冲上印制电路板的元器件装 配面而造成焊件报废; 锡峰过低，印制 板焊接面受锡流的压力 不够，对毛细作用不利 ， 使焊接质量下降。 (6)传送角度（5-7） 传送角度是指印制板通过锡峰时与水平面的夹 角。 改变传送角度或速度的目的： 是找寻pcb传送速度与波峰锡流流速相等的一点, 为锡的回流创造最佳条件。 可通过观察拉尖方向来判别两者的关系： 拉尖方向与传送方 向一致,说明v2v3，可 将角调大； 拉尖方向与传送方 向相反,说明v2v3， 可 将角调小； 拉尖方向垂直向下, 说明v2=v3 此时