焊接技术与锡焊1孙有为.ppt

一焊接技术与锡焊,焊接是金属加工的基本方法之一。 通常分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 锡焊，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法，特征： (1)焊料熔点低干焊件。 (2)焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化。 (3)连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现的。,电子工程基础训练,熔焊,所谓熔焊，是指焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。 熔焊可以分为：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧焊又可以进一步分为：手工电弧焊（焊条电弧焊）、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。,一焊接技术与锡焊,(1)铅锡焊料熔点低于200，适合半导体等电子材料的连接。 (2)只需筒单的加热工具和材料即可加工，投资少。 (3)焊点有足够强度和电气性能。 (4)锡焊过程可逆，易于拆焊。,焊 锡,主要指用锡基合金做的焊料。熔融法制锭，压力加工成材. 焊锡的种类： 1.有铅焊锡：由锡（融点232度）和铅（熔点327度）组成的合金.其中由锡63和铅37组成的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183度. 2.无铅焊锡：为适应欧盟环保要求提出的ROHS标准.焊锡由锡铜合金做成.。,焊接材料,焊锡丝：焊锡是由60%的锡和40%的铅混合而成，焊锡丝内孔装有辅助焊剂。 焊膏、松香：辅助焊剂。,一焊接技术与锡焊,图2.1 焊接分类,二锡焊机理,1、扩散,扩散现象,图22 金属晶格点阵模型 图23 焊料与焊件扩散示意图,二锡焊机理,1、扩散,金属之间的扩散不是任何情况下都会发生，而是有条件的。两个基本条件是： (1)距离，两块金属必须接近到足够小的距离。 (2)温度，只有在一定温度下金属分子才具有动能，使得扩散得以进行。 锡焊就其本质上说，是焊料与焊件在其界面上的扩散。焊件表面的清洁，焊件的加热是达到其扩散的基本条件。,二锡焊机理,2、润湿,润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。这种润湿作用是物质所固有的一种性质(图2.4)。,图24 干净玻璃表面的水和水银,图25 润湿角,液体和固体交界处形成一定的角度，这个角称润湿角，是定量分析润湿现象的一个物理量。如图2.5所示，角从0到180，角越小，润湿越充分。实际中我们以90为润湿的分界。,二锡焊机理,2、润湿,锡焊过程中，熔化的铅锡焊料和焊件之间的作用，正是这种润湿现象。观测润湿角是锡焊检测的方法之一，润湿角越小，焊接质量越好。 一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达20，实际应用中一般以45为焊接质量的检验标准(图2.6)。,图2.6 焊料润湿角,二锡焊机理,3、结合层,焊接过程中，焊料和焊件的界面有扩散现象发生。这种扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成一种新的金属合金层，我们称之为结合层。(图2.7) 由于结合层的作用将焊料和焊件结合成一个整体，实现金属连续性。(图2.8)焊接过程同黏接物品的机理不同之处即在于此。,图2.7 焊料与焊件扩散示意图 图2.8 锡焊结合层示意图,三 锡焊工具与材料,1.电烙铁,电烙铁是手工施焊的主要工具，选择合适的烙铁，合理地使用它，是保证焊接质量的基础。,分类及结构,由于用途，结构的不同，有各式各样的烙铁，从加热方式分：有直热式、感应式、气体燃烧式等；从烙铁发热能力分：有20W，30W，300W等；从功能分:又有单用式、两用式、调温式等。最常用的还是单一焊接用的直热式电烙铁。它又可分为内热式和外热式两种。,直热式烙铁,图29 典型烙铁结构示意图,分类及结构,图29所示为典型烙铁结构，主要由以下几部分组成。,三 锡焊工具与材料,直热式烙铁组成,(1)发热元件，其中能量转换部分是发热元件，俗称烙铁芯子。内热式与外热式主要区别在于外热式的发 热元件在传热体的外部，而内热式的发热元件在传热体的内部，也就是烙铁芯在内部发热。 (2)烙铁头，作为热量存储和传递的烙铁头，一般用紫铜制成。 (3)手柄，一般用木料或胶木制成，设计不良的手柄，温升过高会影响操作。 (4)接线柱，这是发热元件同电源线的连接处。,三 锡焊工具与材料,外热式 25 - 30w,电烙铁芯子(外热式）,内热式烙铁芯,烙铁头,常用烙铁头,A型B型C型,内部由高纯度的无氧铜制成,外面镀上合金层,合金层前端镀上无铅锡,后端会镀上抗氧化的铬 .,感应式烙铁,感应式烙铁也叫速热烙铁，俗称焊枪。,210 感应式烙铁结构示意图,锡焊工具与材料,吸锡烙铁,图2.11所示是一种吸锡烙铁，也可将吸锡器做成单独的种工具，如图2.12所示。,图211 吸锡烙铁,图212 吸锡器,三 锡焊工具与材料,调温及恒温烙铁,图 213 调温及恒温烙铁,锡焊工具与材料,烙铁头材料的组成,铜作为导热体，是烙铁头（紫铜）的主要成分。占85%左右，铜的导热性能好，有利于烙铁头迅速升温，好的烙铁头都是有紫铜做的，但有的厂家用黄铜. 铁起抗腐蚀的作用，是影响烙铁头使用寿命的关键因素。好的烙铁头镀铁层晶体结构细而密，耐腐蚀效果好，这样的烙铁头使用寿命长，下锡效果好。镀铁技术不好的厂家主要靠镀铁层的厚度来控制烙铁头的使用寿命，通常会出现镀铁层厚了烙铁头不上锡，薄了不耐用。 镍起到镀铁层防锈的作用，而且便于后面镀鉻。 鉻不粘锡，防止使用时锡往烙铁头身体上跑。一般烙铁头镀鉻时间在5分钟以上，普通的装饰镀鉻都在1分钟左右。 锡在头部，在使用是粘锡的部位。,焊料,在一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。 230c 450c 焊料的熔点-183度,锡焊工具与材料,铅与锡熔形成合金后，具有一系列铅和锡不具备的优点： （）熔点低； （）机械强度高； （）表面张力小； （）抗氧化性好,铅锡合金,三 锡焊工具与材料,2 焊剂,助焊剂阻焊剂的作用与要求,助焊剂(松香）作用： (1)帮助焊接、除氧化膜 (2)防止氧化 . (3)减小表面张力. 阻焊剂（绿油）作用: 目前常用的是紫外线光固化型阻焊剂，也称为光敏阻焊剂。 (1)耐高温、节约焊料. (2)防止桥接 、短路. (3)保护集成电路、防止氧化 ,锡焊工具与材料,其他辅助工具,1. 尖咀钳：头部较细，适用于夹小型金属器件。 2. 斜口钳：主要用于剪切导线。 3. 剥线钳：专用于剥有绝缘层的导线。 4. 镊子：用途是夹持导线和元器件，在焊接时夹持器件兼有散热作用。 5. 起子：又称螺丝刀。有“一”字和“十”字两种，专用于拧螺钉。 6. 通针：又称透针。主要用于除去焊盘圆孔中的焊锡。 7. 吸锡器：吸除焊锡，便于元器件取下。,四 手工锡焊基本操作,1焊接操作姿势,电烙铁拿法有三种:,一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜,四 手工锡焊基本操作,1焊接操作姿势,焊锡丝一般有两种拿法 :,注意：使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放于烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。,五步法训练,（1）准备施焊 （2）加热焊件 （3）熔化焊料 （4）移开焊锡 （5）移开烙铁,四 手工锡焊基本操作,焊盘孔与引线间隙影响焊接质量,典型焊点外观,焊锡用量要适中,常见焊点及质量分析,锡焊基本条件,1 焊件可焊性 一般铜及其合金，金，银，锌，镍等具有较好可焊性，而铝，不锈钢，铸铁等可焊性很差,需采用特殊焊剂及方法才能锡焊。 2 焊料合格 3 焊剂合适 4 焊点设计合理 合理的焊点几何形状，保证焊点足 够的强度 .,手工锡焊要点,1 掌握好加热时间 2 保持合适的温度 3 用烙铁头对焊点施力是有害的,操作要领,1 焊件表面处理 2 预焊-元器件引线镀锡，上锡，搪锡等。 3 不要用过量的焊剂 4 保持烙铁头的清洁 5 焊件要牢固 6 烙铁撤离有讲究,3.6伏电动螺丝批,维修工具,水口钳,印刷线路板的焊接,1.元器件的成形要求 引线弯折出距离引线根部大于1.5mm； 元器件成形后，应便于焊装后查看其标称值； 两引线左右弯折要对称