3.1 焊接的基本知识

电子产品制造技术主讲教师李水

1第3章电子产品焊接工艺（Ⅰ）3.1焊接的分类和焊锡原理3.2无铅焊料3.3无铅助焊剂2本次课主要内容35.1焊料5.1.1焊料分类5.1.2锡铅焊料1.纯锡纯铅的特点2.铅锡合金的特点3.铅锡合金状态图5.1.3无铅焊料5.1.4无铅焊料引发的新课题3.3.3.3.教学目标1.掌握锡焊焊接机理

2.掌握无铅焊料特点、及其引发的新课题3.了解无铅助焊剂在当今焊接领域中的应用43.1.1

焊接的分类5焊接熔焊电弧焊、气焊接触焊超声波焊、脉冲焊、摩擦焊钎焊硬钎焊焊料的熔点高于450℃软钎焊焊料的熔点低于450℃使用锡、铅等低熔点焊料3.1.1焊接的分类钎焊接触焊熔焊超声压焊金丝球焊激光焊63.1.2锡铅焊料锡（Sn）：材质软、熔点低的金属，熔点为232℃，纯锡较贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。锡容易同多种金属形成化合物。铅（Pb）：材质软、浅青白色的金属，熔点为327℃，机械性能差。铅的塑性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。铅对人体有害。71.纯锡纯铅的特点3.1.2锡铅焊料（1）熔点低，有利于焊接；（2）机械强度高；（3）表面张力小、粘度下降，增大了液态流动性（4）抗氧化性好，铅的抗氧化性优点在合金中继续保持，使焊料在熔化时减少氧化量。82.铅锡合金的特点共晶点93.铅锡合金状态图3.1.2锡铅焊料

Pb-37％、Sn-63％的铅锡合金称为共晶焊锡。它的共晶点为183℃，是铅锡焊料中性能最好的一种。共晶焊料的抗拉强度和剪切强度最高，为5.36kg/mm2及3.47kg/mm2

。104.

共晶焊锡3.1.2锡焊原理从微观角度来分析锡焊过程的物理、化学变化，锡焊是通过“润湿”、“扩散”、“冶金结合”三个过程来完成的。11

焊接的物理基础是“浸润”，浸润也叫“润湿”。液体在与固体的接触面上摊开，充分铺展接触，就叫做浸润。浸润过程是形成良好焊点的先决条件。121.浸润（润湿）3.1.2锡焊原理锡焊的过程，就是通过加热，让铅锡焊料在焊接面上熔化、流动、浸润，使铅锡原子渗透到铜母材（导线、焊盘）的表面内，并在两者的接触面上形成Cu6-Sn5的脆性合金层。131.合金层的生成3.1.2锡焊原理

在焊接过程中，焊料和母材接触所形成的夹角叫做浸润角。2017/9/25课程建设14不润湿润湿浸润与浸润角不浸润焊点152.浸润与浸润角3.1.2锡焊原理××3.1.2锡焊原理伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。2024年8月15日16

2.扩散（纵向流动）PbSn表面扩散向晶粒内扩散分割晶粒扩散选择扩散表面扩散、晶内扩散、分割晶粒扩散、选择扩散示意图Cu表面熔融Sn/Pb焊料侧晶粒3.1.2锡焊原理3.1.2锡焊原理扩散的结果使锡原子和被焊金属铜的交接处形成合金层，从而得到一个牢固可靠的焊接点。2024年8月15日18

温度超过300℃时，金属间结合层Cu31Sn8、Cu8Sn低温（250~300℃）金属间结合层Cu3Sn和Cu6Sn5

3.合金层（界面层）

⑴焊件必须具有良好的可焊性可焊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。⑵焊件表面必须保持清洁——绝对必要条件⑶要使用合适的助焊剂助焊剂的作用是辅助热传导、去除氧化物、降低表面张力、防止再氧化。通常采用以松香为主的助焊剂。193.锡焊必须具备的条件3.1.2锡焊原理

⑷焊件要加热到适当的温度适当的温度使锡、铅原子获得足够的能量渗透到被焊金属表面的晶格中而形成合金。⑸合适的焊接时间焊接时间是指在焊接全过程中，进行物理和化学变化所需要