手工无铅焊锡.ppt

1 手工无铅焊锡 2 目录 Contents 目标 Objective为什么无铅 WhyLeadFree PbFree 无铅焊锡特点 CharacteristicofPBFreeSolder Soldering什么是焊接 Whatissoldering 电烙铁与锡线的拿法 Handlingofsolder solderIron 什么是扩散Whatiswetting 助焊剂的功能 FunctionofFlux 铜浸出 Culeaching 加热重点 Keypointsinheating 加热与其它不良品 Badheatingandotherdefects细小裂缝 Micro crack练习与检查 PracticalTraining SelfInspection 3 目标 Objective 你会理解焊接技术Youareabletounderstandwhatissoldering 你会理解焊接原理Youareabletounderstandtheprincipleofsoldering 你会作出好的焊接品Youareabletodoagoodsoldering 你能作出焊接NG品YouarealsoabletounderstandhowNGsolderingarecreated 你能判断OK与NG品Finallyyouareabletojudgebetweenagoodandabadsoldering 4 WhyLead free Pb free 为什么用无铅锡 2006 10 25 现在焊接的锡都含有铅 使用时稳定 容易等等 但是 长期使用 铅会伤害我们神经系统 铅也可能从垃圾堆的报废物渗透到地下和水库 Pbfreesoldering 5 酸雨AcidRain 厂房Factory 铅和酸雨渗透到地下流到水道PbwithAcidrainflowgroundwater 污染的水ContaminatedWater 导致生长问题 影响骨胳 影响血液系统 降低IQ 智商 铅对人体害处Theside effectofLeadontheHumanbody Pbfreesoldering 6 这焊料没有铅熔化温度 熔点 更高作业过程难一点焊接拉力強焊锡的表面有白色化现象 Pbfreesoldering 2006 10 25 TheCharacteristicofLead Pb FreeSolder Soldering无铅焊接材料与焊接的特征 7 不同点 Thedifferences 有铅锡 SolderwithPb成份 Composition60 Sn 40 Pb 40 leady 熔点 Meltingpoint固体 Solidified183 C液体 Liquefy190 C 无铅锡 PbFreeSolder成份 Composition96 5 Sn 3 0 Ag 0 5 Cu nonlead 熔点 Meltingpoint固体 Solidified217 C液体 Liquefy220 C 8 有铅代替材料 ReplacementforPbSolder 230 220 200 180 Sn Pb Sn100 Sn Bi Sn In Sn Ag Cu Bi Sn Ag Cu Sn Ag Sn Cu Sn Zn Sn Zn Bi Lowwettability easilyoxidize WiresolderWave DipRe flow 9 用焊锡把金属和金属接合起来 焊锡与金属变为合金而接合起来 焊接的三个重要因素 加热 焊锡 助焊剂都是必要的 此类型的焊线只适合手工焊接 什么是焊接 Whatissoldering Whatissoldering 10 焊接要点Coresolder 焊锡类型线径焊锡名称0 5 1 6 使用前要先确认其种类 名称 线径后方可使用 因焊接的场所不同使用的焊锡也不同 Coresolder 合金组成Sn60 Sn50 Sn45无铅合金 Sn Ag Cu 11 助焊剂 焊锡合金 ConstructionofFluxcoredsolder含有助焊剂的焊线的构造 CoredSolder 注意Sn Pb系列PbFree系列 12 这种持法容易把锡线连续送至焊点 这种持法不容易把锡线连续送至焊点 Handlingmethodofcoresolder焊锡线的握法 Coresolder 5 13 Solderingiron烙铁 温度调节器根据作业内容不同设定的温度不同 作业前要进行温度确认 Ironholder烙铁放置台 清洁用的海绵清洁脏污的烙铁时海绵要保持有水才能使用 Solderingiron烙铁 Solderingiron 使用无铅专用的特殊烙铁的情况也要注意 14 温度调节器根据作业内容不同设定的温度不同 作业前要进行温度确认 Ironholder烙铁放置台 清洁用的海绵清洁脏污的烙铁时海绵要保持有水才能使用 Useforoff lineonly Solderingiron烙铁 Solderingiron 使用无铅专用的特殊烙铁的情况也要注意 必须使用 铜丝球 不需要水 不容易 Solderingiron烙铁 15 烙铁Solderingiron Differencesinpowercapacity sizeandability Useonedependsontheworkrequirement 烙铁头Irontip作业内容不同 烙铁尖的形状也不同 要检查是否按规定使用的烙铁头 烙铁的内部电热丝是陶瓷的要避免在坚硬的物体上敲打 Solderingiron 16 握笔的方法通常操作 全掌握住的方法焊接大部品 烙铁的握法Handlingsolderingiron Solderingiron 17 通常要保持有水但是不可过多也不能过少 把海绵切成 V 字型就会比较容易把焊渣除掉 清洁电烙铁的方法Cleaningofsolderingiron Solderingiron 如果清洁方法不正确 助焊剂会变成炭化物附着在烙铁上 易产生锡渣 烙铁的导热性能变差 造成不良的原因 18 清洁电烙铁的方法Cleaningofsolderingiron Solderingiron 当用于无铅焊锡焊接时 如长时间处于高温 烙铁头就容易氧化 且可能变黑而不能使用 Hakko599B放有卷曲的金属 无须用水 因无水烙铁头的温度不易降低 烙铁头上的氧化物也容易清除 如果清洁方法不正确 助焊剂会变成炭化物附着在烙铁上 易产生锡渣 烙铁的导热性能变差 造成不良的原因 19 清洁烙铁尖时的温度下降Temperaturewhencleaning Solderingiron 良好情況下温度回升快 能够安定作业 水量过多时温度大幅度下降 回升比较慢 温度降低 温度上升 例如 温度范围350 C 15 C 當你把电烙铁的焊渣在海绵上除掉时 温度就会下降 20 准备焊接Solderingpreparation 通风导管 温度确认 海绵水份确认 烙铁保护套固定和烙铁头确认 焊锡种类 锡含量 线径确认 工作台保持清洁注意锡渣等 治具 镊子等 Solderingpreparation 21 焊接的正确姿势Correctpostureduringsolderingprocess 20cm以上 不正确的姿势 危险 Notsuitable dangerous Solderingpreparation 22 再检查Review 检查焊线的类型Checkthesoldertype检查焊接用的烙铁Checkthesolderingiron检查清洁用的海绵Checkthecleaningsponge焊接姿势Solderingposture 23 焊接Soldering 准备 加热将烙铁对准焊接部位进行加热 加锡直至适当的量 撤出焊线 撤出烙铁 5个步骤法 solder iron 如果母材加热不够即使焊锡溶化了也焊接不牢 烙铁不但是溶化焊锡的工具 而且还是给母材加热的工具 Soldering 24 加热的方法Pointtobeheated 根据焊接部位设计的不同 烙铁使用的方法也不同 利用烙铁的腹部进行加热 大面积的铜箔要快速移动烙铁来加热 Soldering 25 焊点的扩散Solderwetting 没有扩散焊点不良 有扩散正常焊点 检查扩散的角度Checkwettingangle Soldering NG NG Good 角度必须在75度以下 26 部品的脚与铜箔连接的部位都要上锡上锡要顺利并且表面要有光泽没有小孔和粗糙现象 部品脚上没有完全上锡表面不光滑 有孔 Soldering 焊点的扩散Solderwetting 27 WettabilityofSolder Sn60 PbFree 有铅和无铅上锡状态良好要注意焊锡表面的不同 以往的焊锡表面出现白化粗糙现象是过度加热造成 但无铅焊表面一部分白化粗糙现象是正常的 28 助焊剂的功能FunctionofFlux 助焊剂 氧化膜 焊锡 Solderingmechanism1 去除氧化物RemoveOxidation去除金属表面氧化膜使焊锡扩散 减少表面張力ReduceSurfaceTension减少焊点的表面张力与帮助焊点扩散 形成焊锡面CreateSmoothSurface形成焊点表面的平滑 防止连焊等情况 预防再氧化PreventOxidation覆盖除去氧化膜的地方进行焊接防止再氧化 29 合金层良好的情況 合金层危险的状态 金属間化合物增长 加热过度 薄并且均匀的合金层 由于吃铜现象的发生使线变细 熔解与扩散 扩散 熔解 合金是由金属熔解与扩散形成的 合金层 30 Cu被吸取现象leachingPhenomenon 当焊接Cu线时 会发生铜线变细的现象 0 5mmCuWire 线 剩余比率69 剩余比率18 在焊接之前 横截面 350 350 焊锡Soldering 这是因为铜被吸入焊锡中 所以铜线会随焊接时间增长而逐渐变细 或变薄 铜线被吸取的量取决于焊锡的组成结构 焊接温度和时间 铜被吸取量与下列相关 Sn的含量越大 吸收的Cu越多 焊接温度越高 吸收的Cu越多 焊接的时间越长 吸收的Cu越多 31 无铅焊锡的影响EffectsofPbFreeSolder 无铅焊锡比Sn63 吸取铜更快 更多 例如把Cu线绕成圈 焊锡槽SolderBath 横截面Cross section 良好的状态铜线剩余比率为75 或以上 发生铜被吸取铜线剩余比率为30 或以下 Soldering 32 焊锡量SolderAmount qty NG OK NG 锡量过多 焊锡量不足 按照作业指导书所规定的量进行焊接 过多或过少都NG 焊锡量过多 很难确认焊锡是否扩散 焊接部位的强度低会出现裂缝 soldering 33 不同的焊锡表面TheDifferencesofSolderSurface Sn60Solder PbFreeSolder 焊锡量SolderQuantity SmallMiddleBig 表面顺利形成且有光泽 部分有白色化粗糙的表面 白色化现象 白色化现象的表面并不是不良 Practicaltraining 34 焊锡量与表面状态1Solderquantityandsurfacecondition1 Sn60 有铅焊 PbFree 无铅焊 Smallinamount量少 Biginamount量多 35 Sn60 PbFree 焊锡量与表面状态2Solderquantityandsurfacecondition2 NG NG 36 焊锡最理想的加热温度金属母材的温度 焊锡合金的溶点 40 50 CSn60 Solder 190 C 40 50 C 230 240 C经已测试的溶点 40 50 无铅焊金属母材的温度 Sn 3 0Ag 0 5Cu 217 220 C 260 270 C母材有两种以上 要同时升温 因为由于不同的材料有不同的比热 形状与大小 所以同时升温会比较困难 使用最合适焊锡的烙铁头以达到恒温 迅速加热至合适的温度与 迅速冷却 预防过度加热 必须控制焊锡的温度和时间 加热的重要因素Keypointofheating Soldering 37 焊点扩散不充分 错误的加热效果Badheating Soldering 烙铁的位置 焊锡丝供给的位置要注意 38 焊接时如有摇动 那么就容易产生裂缝 在凝固时动摇就会产生裂缝 焊锡完全冷却之前 一定不要摇动 移动 固定Fixing Soldering 在凝固时移动也会产生裂缝 焊锡冷却时 如果焊点冷却很快 固化也快 则焊点会变得很坚固 迅速冷却形成的固体 慢慢冷却形成的固体 细而均匀 粗糙不均匀 Astrongjointisformedwhenitcoolfastandfastsolidification 40 由于烙铁撤出的方法不对所造成的不良现象 尖角Projection horn 烙铁拔出的速度太慢或是加热过度 锡珠Solderball手腕的翻动 跳动 附着的脏物Adhesionofscrap由于烙铁拔出的方向不对 Soldering 烙铁撤出的方法Withdrawingofirontip 41 Processcompletion 作业终了时烙铁的处理方法 使用完了的烙铁很脏 用海绵清洁干净 新加的焊锡 用焊锡盖住烙铁头的电镀部份 就那样放置在烙铁置台上并关掉开关 Soldering 42 再检查Review 如果母材没有加热的话焊锡将焊不上 或焊不牢 二种母材同时加热请加上正合适的焊锡量在焊锡没有完全凝固之前不要移动烙铁撤离时要注意焊锡的扩散用目视来确认 Soldering 43 检查Inspection 是否做了正确的焊接 自己要对此负责检查 能够判断是否为正确的 检查点Inspectionpoint正确的位置正确的形状扩散最合适的焊锡量焊锡表面要平滑 有光泽并没有洞 裂缝等 Inspection 44 检查无铅焊InspectionofPbFree 检查方法1 正确的位置 安装检查 2 正确的形状 部件 导线等 3 焊锡的扩散4 合适的焊锡量5 焊锡表面要平滑 有光泽并没有小洞 凹凸不平等 Inspection Sn Pb Sn Ag Cu 检查方法1 正确的位置 安装检查 2 正确的形状 部件 导线等 3 焊锡的扩散4 合适的焊锡量5 焊锡表面 即使有白色化 凹凸不平的地方也不能算是NG 45 不同的缺点Otherdefects 不扩散 扩散不充分 不扩散 锡珠 焊锡废料 连桥 尖角 裂缝 孔 漏焊 铜箔脱离 过度加热 Inspection 46 锡孔的产生Voidorblowholeoccurrence 手工焊接产生的锡孔因热量不足产生的锡孔 大孔产生的可能性很大 VoidoccurredbySMT 表面安装时容易发生锡孔 特别是无铅焊发生的大孔要注意 47 焊接后发生的裂缝 焊锡冷却凝固时白化的部分会发生裂缝 细小的裂缝Microcrack Practicaltraining 冷却速度慢时更容易发生 请注意过度加热 48 细小的裂缝2 过度加热 Hottear 受凝固时收缩的影响 固液共存的区域比较大 冷却较慢 原因Cause 在通孔及定位孔部位易发生 即使在手工作业时 追加焊锡及冷却较慢时也容易发生 49 烙铁头的损坏DeteriorationofIrontip 无铅焊接比一般焊接烙铁头更快损坏 用含Sn60 的焊锡焊接20000次的烙铁尖 用无铅焊锡焊接10000次后的烙铁 烙铁头的寿命缩减1 3 1 2 使用机器人测试时 烙铁头温度为420 50 针脚脏污因脏污发生不扩散 基板脏污因空手 汗手 触摸基板造成基板的铜箔等脏污 烙铁头清洗不干净烙铁头清洗不干净作业时 是造成脏污和不良的原因 Instruction 干净 是否干净Cleaning Cleanliness 51 实际练习Practicaltraining 练习1 Training1 焊锡的扩散助焊剂的功能锡珠的产生带脚部品的焊接导线的焊接检查 Practicaltraining 52 铜板 三个步骤的焊接 五个步骤的焊接 母材温度足够时焊锡才扩散 有扩散 焊锡没有扩散母材温度不够 焊锡扩散Solderwetting Practicaltraining 烙铁和焊锡同时送入 53 理解助焊剂的功能 表面要有光泽 过度加热与锡尖 助焊剂的功能 FunctionofFlux Practicaltraining 54 焊接滑动为了不连焊而滑动烙铁 焊接滑动造成连焊而滑动烙铁 Practicaltraining 助焊剂的功能 55 焊锡的扩散 在大面积的地方焊锡 为了让整个铜箔都能上锡 焊接时要一边移动烙铁一边焊接 表面要平滑 发光 Practicaltraining 56 烙铁 溶化的焊锡 锡珠撤出烙铁的动作如同打扫的样子 锡珠的产生Solderballoccurs Practicaltraining 57 带脚部品的焊接 部品part lead 部品part 焊接是否正确 检查Check 5个检查重点 焊接时要使两种母材均匀的加热 注意方法和焊锡量 Practicaltraining 58 看导线的形状能够想象出的焊锡量 焊锡边缘线成光滑的弓形 焊锡表面要光滑 无皱纹 无凹凸不平等 正确的位置 正确的形状 导线的焊接 1 Practicaltraining 59 焊接两条导线 50 50 70 80 导线 Leadwire 锡料solder 导线的焊接 2 Practicaltraining 锡料solder 60 Practicaltraining 导线 电路板 剥掉绝缘体 扭转电线 预先焊锡 预先焊锡 吸焊wicking 再次焊锡 决定位置 熔接 用酒精清洁电路板 检测 准备焊锡导线的过程 61 Cu Au Ni Sn Pb Au Sn Ni Sn Au 不良情况焊锡焊到镀金板上之后 时间长了会产生 焊锡吃金 的现象 Goodcondition Sn Au 分离Breakapart Au Gold 金Ni Nickel 鎳Cu Copper 铜 Sn Tin 锡Pb Lead 铅 用锡料去除镀金板表面上的金属 干式接点 Dryjointordrysolder 在镀金板上焊锡 62 正确的位置 正确的形状 有无扩散 焊锡量 发亮 焊锡表面 检查Inspection Practicaltraining 63 有铅良品样本Sn60 无铅状态PbFree 虽不是过度加热也有部分白化现象 上锡性能不好特别是边角部位容易发生不扩散 过度加热会产生白化现象 皱纹凝固时移动容易产生皱纹 无铅焊和有铅焊的焊锡表面 Practicaltraining 64 RoHS相关知识 65 1 RoHS指令的响应 1 1 所谓RoHS指令就是2006年7月1日以后进入欧盟的产品不能含有以下6种有害物质 1 镉及其化合物 2 铅及其化合物 3 汞及其化合物 4 六价铬化合物 5 特定溴系阻燃剂 PBB PBDE 66 法规的详细内容 有害物质排出对人体和生态系统的影响 废弃处理时向水 大气 土壤排出有害物质后 经过食物链摄取 从产品直接摄取 食用产品等 填埋处理厂 非法抛弃 土壤污染 地下水被污染 从保护人类健康的观点出发从保护生活环境 包括生态系统 的观点出发 予以限制 产品全部变为废弃物 酸雨 值越低 溶解析出率越高 1 1 1不使用有害物质的背景 1 67 为何产品中不使用有害物质 1 1 2不使用有害物质的背景 2 干扰甲状腺荷尔蒙作用 二恶英类似毒性等 聚溴二苯醚 填料 过滤器 干扰甲状腺荷尔蒙作用 致畸性等 聚溴联苯 特定溴系难燃剂 螺丝类 钢板类镀层 皮肤 粘膜的溃疡 支气管炎