05电子工艺焊接技术.ppt

电子装置的焊接与组装 电气信息学院仝迪 一 印刷电路板基础知识二 焊接基础知识三 焊接工具与材料四 手工焊接基本操作五 印刷电路板的焊接 一 印刷电路板 一 印刷电路板概述印刷电路板是电子产品的重要部件之一 小到电子手表 大到探测宇宙的电子产品 只要存在电子元器件 它们之间的电气互连就要使用印制电路板 印刷电路板是伴随着电子元器件技术的进步而发展起来的 电子元器件的发展经历了电子管时代 晶体管时代 集成电路时代 大规模和超大规模集成电路时代 一 印刷电路板 印刷电路板的作用主要有 1 支撑电子元器件2 元器件之间的电气互连印刷电路板的结构 底板 铜箔以上构成了覆铜板 没有加工成印刷电路板 什么是敷铜板呢 它就是在绝缘基板上敷上一层很薄的铜箔 这层很薄的铜箔就用来做传递电流或信号的导线 一 印刷电路板 一 印刷电路板 印刷电路板常用术语元件面 大多数元件都安装在其上的那一面 焊接面 与元件面相对的一面 以上主要是针对单面板而言 对于SMT 表面贴装技术 上下两面都可以焊接 焊盘 元器件与印刷电路板的连接点 就是进行焊接的孔 焊点 两种或两种以上金属表面用焊料形成电气机械连接点 这句话的意思是 焊点是一个连接点 满足电气的 就是能让电流通过 再就是满足机械的 不能一拉就断 要有一定的机械强度 一 印刷电路板 印制导线焊盘与焊盘之间的连线 也就是电流的通路 印制导线就是铜箔 在制成的印刷电路板中 就不叫铜箔而叫印制导线了 就好像我们身上穿的衣服一样 在没有加工成衣服之前 我们称之为布料 加工成衣服以后就不叫布料了 就叫什么衣服了 过孔在多面板中 用于层与层之间的电气联络 有些书上把焊盘也当作过孔的一类 因为它也担负着电气连接的功能 单纯的过孔是不能用来焊接的 请大家正确识别焊盘与过孔 助焊层是涂于焊盘上的助焊材料 其作用是提高可焊性能 阻焊层是使焊接中板子上没有焊盘处的铜箔不粘焊锡而造成短路 丝印层是印刷在元件面上的一种不导电的图形 这是元器件的符号 用于标注元件的安装位置 一 印刷电路板 元件面 正面 焊接面 背面 二 焊接基础知识 焊接是通过加热 加压 或两者并用 使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式 焊接应用广泛 既可用于金属 也可用于非金属 无线电焊接采用的是一种叫做钎焊的焊接方法 采用比母材熔点低的金属材料作钎料 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点 低于母材熔点的温度 利用液态钎料润湿母材 填充接头间隙实现连接焊件的方法 因为在无线电焊接中是用锡 铅等低熔点合金做焊料 也称 锡焊 二 焊接基础知识 锡焊 就是让熔化的焊锡渗透到两个被焊物体 元器件的引脚与印刷电路板的焊盘 的金属表面分子中 然后冷却凝固而使之结合的 锡焊过程中涉及到两个金属界面 1 元器件引脚和焊锡 2 焊锡与焊盘焊接的机理可以分为三个过程 二 焊接基础知识 1 润湿在焊接过程中 我们把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 在自然界中有很多这方面的例子 举例来说 在清洁的玻璃板上滴一滴水 水滴可在玻璃板上完全铺开 这时可以说水对玻璃板完全润湿 若滴一滴水银 则水银将形成一个球体在玻璃板上滚动 这时说明水银对玻璃不润湿 大家还可以观察一下水珠在荷叶上滚动的情况 二 焊接基础知识 2 金属间界面的扩散 二 焊接基础知识 3 合金层的形成第一个界面上的高温促使焊锡分子向元器件引脚的金属中扩散形成a层 同时 引脚的金属分子也向焊锡中扩散形成了b层 两种金属的分子浓度都是向对方逐渐过渡的 这样原来界面的界线就不复存在了 界面的消失就是结合层 合金层 的形成 二 焊接基础知识 浸润良好与不良焊点的比较 浸润不良的焊点 浸润良好的焊点 二 焊接基础知识 焊接必须具备的条件 焊接的要素 1 焊件必须具有良好的可焊性可焊性也就是可浸润性 是指在适当温度下 被焊金属材料与焊锡能形成良好结合的合金的性能 在金属材料中 金 银 铜的可焊性较好 其中铜应用最广 铁 镍次之 铝最差 为了便于焊接 在较难焊接的金属材料和合金表面镀上可焊性较好的材料 如锡铅合金 金 银等 实训中要求大家在焊件表面先镀上一层薄薄的焊锡 就是为了增加焊件的可焊性 二 焊接基础知识 2 焊件表面必须保持清洁金属表面的氧化物和粉尘 油 污垢等杂物会防碍焊锡流浸润被焊金属表面 会严重影响与焊料在界面上形成合金层 造成虚焊 假焊 轻度的氧化物或污垢可通过助焊剂来清除 较严重的要通过机械的或化学的方法来清除 虽然我们用肉眼看到工件金属表面很光亮 但在显微镜下 可以观察到很多的氧化物和污垢的 二 焊接基础知识 氧化物的产生与危害 内热式电烙铁 三 焊接工具与材料 外热式电烙铁 1 电烙铁 三 焊接工具与材料 典型电烙铁的结构 长寿命电烙铁 三 焊接工具与材料 自动送锡电烙铁 三 焊接工具与材料 温控式电烙铁 三 焊接工具与材料 热风拔焊台 三 焊接工具与材料 常用焊接工具 三 焊接工具与材料 1 烙铁头的材质与形状烙铁头一般用紫铜制成 对于有镀层的烙铁头 一般不要锉或打磨 因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀 还有一种新型合金烙铁头 寿命较长 但需配专门的烙铁 一般用于固定产品的印制板焊接 2 烙铁头及修整镀锡 三 焊接工具与材料 部分烙铁头样式 三 焊接工具与材料 三 焊接工具与材料 2 普通烙铁头的修整和镀锡烙铁头经使用一段时间后 会发生表面凹凸不平 而且氧化层严重 这种情况下需要修整 一般将烙铁头拿下来 夹到台钳上粗锉 修整为自己要求的形状 然后再用细锉修平 最后用细砂纸打磨光 注意 长寿命烙铁头和外热式烙铁的烙铁头不可锉修 应使用专用活化剂 三 焊接工具与材料 修整后的烙铁应立即镀锡 方法是将烙铁头装好通电 在木板上放些松香并放一段焊锡 烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡为止 注意 烙铁通电后一定要立刻蘸上松香 否则表面会生成难镀锡的氧化层 3 焊料 三 焊接工具与材料 铅与锡熔形成合金 即铅锡焊料 后 具有一系列铅和锡不具备的优点 熔点低 各种不同成分的铅锡合金熔点均低于铅和锡的熔点 利于焊接 机械强度高 抗氧化 表面张力小 增大了液态流动性 有利于焊接时形成可靠接头 三 焊接工具与材料 几种特殊焊料成分及用途 课外了解 1 加锑焊料 适宜在很冷的环境下使用 南极或北极 防止重结晶后很脆而断裂 焊料比例为 锡63 铅36 7 锑0 3 2 加镉焊料 焊接热敏元件或玻璃器件 防止爆裂 熔点为145 焊料比例为 锡50 铅33 镉17 3 加银焊料 焊接具有镀银层的引线 防止焊料熔解掉很薄的镀银薄膜 焊料比例为 锡62 铅36 银2 4 加铜焊料 防止焊料对极细铜线的侵蚀 焊料比例为 锡50 铅48 5 铜1 5 三 焊接工具与材料 4 助焊剂助焊剂是进行焊接时所必需的材料 是焊接时添加在焊点上的化合物 参与焊接的整个过程 助焊剂的作用 净化焊料和母材表面 能清除氧化膜 要求金属表面无氧化物和杂质 加热时隔绝空气 防止氧化 在金属加热时 在整个表面形成一层薄膜包住金属使其与空气隔绝 促使焊流流动 减少焊料表面张力的作用 增强焊料的附着力 加速烙铁头 焊料和被焊物表面之间热量的传递 三 焊接工具与材料 无机系列优点 助焊作用强 缺点 腐蚀性强 不宜用于电子焊接 有机系列优点 助焊性能好 缺点 有一定的腐蚀性 加热后会留下无活性残留物 树脂活性系列主要在松香中加入活性剂 松香是一种天然产物 优点 无腐蚀性 高绝缘性能 长期的稳定性和耐湿性 焊接后清洗容易 并形成膜层覆盖焊点 使焊点不被氧化 四 手工焊接基本操作 电烙铁拿法有三种 1 焊接操作姿势 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与烙铁架上 并注意导线等物不要碰烙铁头 四 手工焊接基本操作 焊锡丝一般有两种拿法 作为一种初学者掌握手工锡焊技术的训练方法 五步法是卓有成效的 正确的五步法 四 手工焊接基本操作 2 五步法焊接 准备施焊 加热焊件 熔化焊料 移开焊锡 移开烙铁 四 手工焊接基本操作 第一步加热被焊件 四 手工焊接基本操作 第二步加焊锡丝 四 手工焊接基本操作 第三步移开焊锡丝 四 手工焊接基本操作 第四步移开烙铁 四 手工焊接基本操作 焊接时烙铁头的位置 a 烙铁头与引线接触而不与铜箔接触 错误 b 烙铁头与铜箔接触而不与引线接触 错误 c 烙铁头与铜箔和引线同时接触 正确 四 手工焊接基本操作 典型焊点的示意图 半弓形凹下 界面平滑过度 四 手工焊接基本操作 典型焊点的外观 四 手工焊接基本操作 常见焊接缺陷 3 手工焊接注意事项 四 手工焊接基本操作 a掌握好加热时间在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好 b保持合适的温度保持烙铁头在合适的温度范围 一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50 较为适宜 c用烙铁对焊点加力加热是错误的 会造成被焊件的损伤 例如电位器 开关 接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上 加力的结果容易造成元件失效 1 烙铁不宜长时间通电而不使用 这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断 烙铁头 烧死 不能 吃锡 2 注意不要乱绞电源线 不要用手去触及发热的电烙铁 不要横向甩动使用中的烙铁 3 使用后电烙铁要放在烙铁架上 不要烫伤塑料的电源线 4 焊接时注意防护眼睛 5 电烙铁需放置在方便操作的地方 6 焊锡中含有铅 手工焊接后须洗干净双手 7 焊接现场有足够的通风 四 手工焊接基本操作 焊接中的安全 五 印刷电路板的焊接 1 印制板和元器件检