锡焊原理及手焊工艺

1锡焊原理及手工焊接工艺2大纲一.锡焊的原理二.手工锡焊的材料三.手工锡焊的工具四.电烙铁的使用方法五.手工锡焊的四要素六.焊点质量要求七.烙铁的保养及维护八.手工锡焊的注意事项九.常见焊接缺陷及原因分析3一.锡焊的原理何为锡焊?润湿(Wetting)—锡焊的重要因素锡焊另两个重要因素润湿、表面张力和毛细管作用焊点的形成可焊性焊接必须具备的条件4何为锡焊(Soldering)？用锡（Sn）为主体的合金材料来连接金属的一种工艺.这种合金的熔点一般在427℃以下.有铅焊料Sn63/Pb37合金熔点为183℃,无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点217℃.定义:

一种通常加温到427℃以下而产生金属接合的程序.同时用的是一种熔点低于基础材料又不含铁的填料.这金属填料是由毛细管的作用分布到配好的组件中间.（美国焊接协会）注:在锡焊过程中，基础材料不会熔化.5润湿(Wetting)—锡焊的重要因素液体对基础材料形成一层相对来说均匀、光滑、连续和粘着的薄膜。因为材料间自然的性质，有些液体能以不同的程度润湿到不同的材料上。而有些液体就不能润湿到某些材料上。液体润湿到基础材料上的程度与其表面张力有直接的关系。6锡焊另两个重要因素7润湿、表面张力和毛细管作用8润湿、表面张力和毛细管作用9焊点的形成10焊点的形成11焊点点的的形形成成12可焊焊性性13焊接接必必须须具具备备的的条条件件焊件件必必须须具具有有良良好好的的可可焊焊性性（（在在焊焊接接时时，，由由于于高高温温使使金金属属表表面面产产生生氧氧化化膜膜，，影影响响材材料料的的可可焊焊性性，，为为了了提提高高可可焊焊性性，，一一般般采采用用表表面面镀镀锡锡、、镀镀铜铜等等措措施施来来防防止止表表面面的的氧氧化化））.焊件件表表面面必必须须保保持持清清洁洁（（即即使使可可焊焊性性良良好好的的焊焊件件，，由由于于储储存存或或被被污污染染，，都都可可能能在在焊焊件件表表面面产产生生有有害害的的氧氧化化膜膜和和油油污污））.要使用合适的的助焊剂（不不同的焊接工工艺，应选择择不同的助焊焊剂）焊件要加热到到适当的温度度（不但焊锡锡要加热到熔熔化，而且应应该同时将焊焊件加热到能能够熔化焊锡锡的温度）14二.手工锡焊的材材料PCB及组件锡线助焊剂清洁剂15PCB及组件PCB及组件：焊接前应检查查PCB及其它将要焊焊接的组件是是否氧化、脏脏污、金属镀镀层脱落等.16锡线成份：锡线分有铅锡锡线及无铅锡锡线两大类.有铅:Sn(63%)Pb(37%);Sn(60%)Pb(40%);（当锡铅比例例发生变化时时，焊锡熔点点都会相应变变化。锡的比比例升高会导导致焊接熔点点温度下降.）无铅:SnAgCu;SnAg;SnCu;SnAgBi等等;直径：通常有∮0.6MM、∮0.8MM、∮1.0MM、∮1.2MM等，应视焊接接面及焊接元元件等采用合合适的锡线.锡线通常含有有一定含量的的松香.17助焊剂18助焊剂19助焊剂特性：具有低低腐蚀性、高高绝缘性、长长期安定性、、耐湿性、无无毒性等特性性.助焊剂的负作作用：助焊剂剂为活性材料料，焊接后就就不需要了，，正常用量焊焊后就挥发掉掉，如有存留留则会造成质质量不稳定，，会慢慢腐蚀蚀电路，使之之短路。使用助焊剂应应适量；由于于锡线通常已已含有助焊剂剂，因此焊接接时应尽量避避免额外添加加助焊剂、助助焊膏等.20清洁剂21清洁剂22三.手工锡焊的工工具电烙铁―――焊锡作业之工工具;烙铁头―――焊接时用以传传热于焊件;烙铁座―――用以架放烙铁铁的支架;湿水海棉―――用以清洁烙铁铁嘴上的杂物物.热风筒、电电热钳、尖嘴嘴钳、镊子等等23烙铁手柄剖剖面图24电烙铁的选选用电烙铁的种种类：普通通烙铁、恒恒温烙铁、、数显无铅铅恒温烙铁铁等；电烙铁的功功率：60W、40W、30W、20W等，应根据据焊接面大大小及焊接接元件耐温温能力等因因素选用不不同功率的的烙铁25烙铁头的形形状选择烙铁头的形形状各异，，我们应根根据作业的的目的、要要求，选择择合适的烙烙铁头。一一般小的或或不耐高温温的元件，，选用较细细较尖的烙烙铁头；焊焊接相对较较大及耐高高温的部件件则宜选择择较粗的烙烙铁头；根根据焊接部部位的形状状，可以选选择诸如尖尖头、圆头头、扁平、、椭圆、斜斜口等形状状的烙铁头头。26烙铁头的形形状27四.电烙铁的使使用方法反握法：是用五指把把电烙铁的的柄握在掌掌中。此法法适用于大大功率电烙烙铁，焊接接散热量较较大的被焊焊件。正握法：就是除大拇拇指外四指指握住电烙烙铁柄，大大拇指顺着着电烙铁方方向压紧，，此法使用用的电烙铁铁也比较大大，且多为为弯型烙铁铁头。握笔法：握电烙铁如如握钢笔，，适用于小小功率电烙烙铁，焊接接小的被焊焊件。本公公司采用握握笔法。2829手焊操作的的正确姿势势正确的操作作姿势，可可以保证操操作者的身身心健康，，减少劳动动伤害。焊接时姿势势应端正，，背脊挺直直，双眼视视线与工作作台面保持持约60度的交角.为减少焊剂剂加热时挥挥发出的化化学物质对对人体的危危害，减少少有害气体体的吸入量量，一般情情况下，烙烙铁到人体体的距离应应不少于20cm，通常以30cm为宜。30更换烙铁头头的具体步步骤a、首先将烙烙铁头冷却却至200℃以下b、用尖嘴钳钳将固定烙烙铁头的螺螺帽套取下下放置在清清洗海绵上上。（注意意：是夹住住烙铁头固固定螺帽的的扁平部分分）c、用尖嘴钳钳将需更换换的烙铁头头取下放置置在清洗海海绵上。d、用尖嘴钳钳将新的同同型号的烙烙铁头安装装在电烙铁铁的陶瓷加加热器上。。（套住电电烙铁的内内部陶瓷加加热器）e、用尖嘴钳钳将固定烙烙铁头的螺螺帽套装置置在电烙铁铁上并扭紧紧螺帽。f、待温度达达到200℃以上后，在在新装置的的烙铁头上上镀一层焊焊锡，以防防止新的烙烙铁头骤遇遇高温而氧氧化。g、待温度度达到规定定温度范围围后可进行行焊接作业业。（清洗洗——加热——焊接——退出）31五.手工锡焊的的四要素焊接温度焊接时间焊接角度焊接步骤32焊接温度有铅焊锡的的熔点一般般在180-1900C，烙铁的温温度一般应应增加30-800C，应使焊接接温度大约约为230-2700C（这个温度度为焊接点点及焊接物物的温度））。当部件件比较大，，导热性能能较差时烙烙铁的温度度则要相应应增加。烙烙铁温度过过高、焊接接时间过长长，均有使使PCB焊盘脱落、、导线胶皮皮收缩、元元件损坏等等；烙铁温温度低，又又可能造成成虚焊等现现象.常用无铅焊焊锡的熔点点比有铅高高约20~500C,因此焊接温温度应相应应提高20~500C.33焊接时间合金层厚度度在2-5um最结实焊接时间过过长，则焊焊接点上的的焊剂完全全挥发，就就失去了助助焊作用。。合金层将将加厚，使使焊点变脆脆，变硬且且易折断，，光洁度变变白，不发发亮。焊接时间过过短，则焊焊接点的热热量不能使使焊料充分分熔化，，容易造成成虚假焊。。同时，合合金层过薄薄，使焊接接变得力度度不够。所以焊接时时间应选择择适当，一一般应控制制在1S～3S以内。34焊接角度烙铁头与焊焊接面的交交角一般情情况下应保保持在45℃左右;有时焊接位位置旁有较较高的元件件遮挡,其交角不能能保持在45℃,但通常应不不超过30~75℃的范围.锡线也应与与焊接面保保持45℃左右的交角角为宜.45℃左右的交角角传热较快快,焊锡及松香香熔化后能能顺利润湿湿焊接面.35手工锡焊的的焊接步骤骤36手工锡焊的的焊接步骤骤步骤1:将烙铁头在在含水分的的海绵上清清理干净，，左手拿锡锡丝，右手手握烙铁，，进入备焊焊状态。海绵的作用用是清除烙烙铁头部的的焊锡屑及及氧化物等等.海棉含水量量要适当,含水量过少少不能完全全清除掉烙烙铁头部的的焊锡屑及及氧化物;含水量过多多不仅不能能完全除掉掉烙铁头上上的焊锡屑屑及氧化物物，还会因因烙铁头的的温度急剧剧下降而产产生漏焊，，虚焊等焊焊接不良，，烙铁头上上的水粘到到线路板上上也会造成成腐蚀及短短路等.37步骤2:将烙铁头放放在要焊接接的两个部部件之间，，同时对两两部件进行行加热。步骤3:在加热了的的位置上供供给适量的的焊锡丝，，因焊锡、、焊剂的活活性作用，，焊锡伸展展，适当的的加热会使使其（例如如零件端子子和印刷电电路板的焊焊盘间融合合）焊接上上，并且，，由于表面面张力和适适量的焊锡锡，可以使使其呈现光光滑的有光光泽的焊锡锡流动曲线线。手工锡焊的的焊接步骤骤38步骤4:移走焊锡丝丝---当锡线熔化化一定量后后，立即向向左上45°方向移开锡锡线.步骤5:移走烙铁头头。注意：在焊焊锡冷却凝凝固之前，，焊接的部部件不能有有晃动，否否则将影响响焊接质量量。对一些较难难焊接的焊焊接点，为为了增强焊焊接效果，，可加涂一一些焊剂，，并可适当当增加焊接接时间。手工锡焊的的焊接步骤骤39a.是否否有有漏漏焊焊。。b.焊点是否光滑滑饱满,有光泽.c.焊点的周围是是否有残留的的焊剂。d.有无连锡。e.焊盘有无脱落落。f.焊点有无裂纹纹。g.焊点是否有拉拉尖现象。焊接后自检事事项40快速焊接法在连续焊接时时，为了加快快焊接速度，，可将焊接步步骤简化如下下：将电烙铁与焊焊锡丝同时移移向焊接点。。在快要接触触焊接点时，，用烙铁头熔熔化一段焊锡锡丝，然后迅迅速将烙铁头头接触焊接点点。接着将烙烙铁头在焊接接点上移动，，使熔化的焊焊料流布焊接接点并渗入被被焊物面的缝缝隙。最后迅迅速拿开烙铁铁头，完成焊焊接。41在采用这种快快速焊接法时时，操作者要要熟练掌握焊焊料的用量及及焊接的时间间，要在焊剂剂未完全挥发发之前就完成成烙铁头在焊焊接点上的移移动及拿开步步骤，才能获获得满意的效效果.此方法适用于于焊接排线及及集成块等.快速焊接法42六.焊点质量要求求1.防止假焊、虚虚焊及漏焊：：*假焊是指焊焊锡与被焊金金属之间被氧氧化层或焊剂剂的未挥发物物及污物隔离离，未真正焊焊接在一起。。*虚焊焊是指指焊锡锡只是是简单单地依依附于于被焊焊金属属表面面，没没有形形成金金属合合金。。2.焊点不不应有有毛刺刺，砂砂眼及及气泡泡，毛毛刺会会发生生尖端端放电电。3.焊点的的焊锡锡要适适量，，焊锡锡过多多，易易造成成接点点相碰碰或掩掩盖焊焊接缺缺陷，，焊锡锡太少少，不不仅机机械强强度低低，而而且由由于表表面氧氧化层层随时时间逐逐渐加加深，，容易易导致致焊点点失效效。434.焊点要要有足足够的的强度度，应应适当当增大大焊接接面积积。5.焊点表表面要要光滑滑，良良好的的焊点点有特特殊光光泽和和良好好的颜颜色，，不应应有凹凹凸不不平和和波纹纹状以以及光光泽不不均匀匀的现现象。。6.引线头头必须须包围围在焊焊点内内部，，如线线头裸裸露在在空气气中易易氧化化侵蚀蚀焊点点内部部，影影响焊焊接质质量，，造成成隐患患。7.焊点表表面要要清洗洗，助助焊剂剂的残残留会会吸收收潮气气，慢慢慢腐腐蚀电电路.因此，焊接接后要对焊焊点进行清清洗，如使使用免洗助助焊剂，且且焊点要求求不高，也也可不清洗洗。六.焊点质量要要求448.典型焊点的的外观六.焊点质量要要求45七.烙铁的保养养及维护焊接前点检检:1.检查插头线线路处有无无短路现象象，检查电电烙铁接线线处螺丝松松紧，检查查烙铁嘴是是否氧化，，是否凹凸凸不平影响响受热；；2.检查清洁海海绵含水量量是否适当当（半干状状态为佳）），是否脏脏污，否则则进行处理理；3.检查烙铁架架上是否有有锡渣,若有及时清清除；4.检查烙铁温温度设置是是否合理46工作中:要按照规定定的焊接顺顺序来进行行焊接，从从而使烙铁铁头得到焊焊锡的保护护而减低它它的氧化速速度。顺序序如下(a,b,c为一个循环环)：a、焊接前先先清洁烙铁铁嘴上的旧旧锡b、进行焊接接c、无须清洗洗烙铁嘴，，让残留的的焊锡留在在烙铁嘴上上，直接将将烙铁嘴放放回烙铁架架上七.烙铁的保养养及维护47工作后:1.暂时不用时时,先把温度调调到约250℃，然后清洁洁烙铁头，，再加上一一层新锡（（起保护作作用）。2.较长时间不不用时,先按第1项加锡保护护烙铁头,然后关闭闭电源.清洁烙铁铁架及海海绵等。。七.烙铁的保保养及维维护48烙铁头要要经常保保持清洁洁，经常常用湿布布、浸水水海绵擦擦拭烙铁铁头，以以保持烙烙铁头良良好的挂挂锡，并并可防止止残留助助焊剂对对烙铁头头的腐蚀蚀。焊接接完毕时时，烙铁铁头上的的残留焊焊锡应该该继续保保留，以以防止再再次加热热时出现现氧化层层。不焊接时时应及时时将烙铁铁嘴放回回烙铁架架中，并并且注意意轻拿轻轻放；操作中不不得敲击击或甩动动烙铁嘴嘴，以免免发热芯芯受损及及锡珠乱乱溅。七.烙铁的保保养及维维护49八.手工锡焊焊的注意意事项1.必须带静静电环操操作，人人体可产产生10000伏以上的的静电，，而IC在300伏以上电电压时就就会损坏坏，因此此人体静静电需通通过地线线放电。。2.戴手套或或指套操操作,裸手不能能直接接接触机板板及元器器件金手手指.3.以正确的的焊接温温度，焊焊接角度度，焊接接顺序进进行焊接接，保持持适当的的焊接时时间。504.正确地拿拿取PCB:拿取PCB时手持PCB的边缘，，手不要要碰到板板上的元元件。5.尽量使用用低温焊焊接:高温焊接接会使烙烙铁头加加速氧化化，降低低烙铁头头寿命。。如果烙烙铁头温温度超过过470℃℃。它的氧氧化速度度是380℃℃的两倍。。6.焊接时勿勿施压过过大:焊接时，，请勿施施压过大大，否则则会使烙烙铁头受受损、变变形。只只要烙铁铁头能充充分接触触焊点，，热量就就可以传传递。（（根据焊焊点的大大小来选选择不同同的烙铁铁头，这这样也可可使烙铁铁头更好好的传热热）。八.手工锡焊焊的注意意事项517.焊锡时不不得敲击击或甩动动烙铁嘴嘴:敲击或甩甩动烙铁铁嘴会使使发热芯芯受损及及锡珠乱乱溅，缩缩短发热热芯使用用寿命，，锡珠如如果溅到到PCBA上可能形形成短路路，引起起电性能能不良。。8.使用湿水水海绵去去除烙铁铁头氧化化物及多多余锡渣渣.清洁海棉棉含水量量要适当当，含水水量多不不仅不能能完全除除去烙铁铁头上的的焊锡屑屑，还会会因为烙烙铁头温温度的急急剧下降降（这种种热冲击击对烙铁铁头和烙烙铁内部部的加热热元件，，损伤很很大）而而产生漏漏焊、虚虚焊等焊焊接不良良，烙铁铁头上的的水粘到到线路板板也会造造成线路路板的腐腐蚀及短短路等不不良，如如果水量量过少或或未进行行湿水处处理，则则会使烙烙铁头受受损、氧氧化而导导致不上上锡，同同样容易易造成虚虚焊等焊焊接不良良。要经经常检查查海绵中中的含水水量适当当，同时时每天要要进行至至少3次以上清洁海海绵中的锡渣渣等杂物。八.手工锡焊的注注意事项529.焊接时锡量及及助焊剂应适适当.焊锡过多，易易造成连锡或或掩盖焊接缺缺陷，