《手工焊接技术》PPT课件

1、1,提示：请把您的手机调到静音或振动模式,无 铅 手 工 焊 接,2,目录,焊接的三要素及满足的条件 什么是焊接？ 有关加入助焊剂的焊锡线 有关焊接烙铁 焊接前的准备 焊接 加热的方法 助焊剂的作用 合金层的形成 焊接量 检查 种种不良的实例 培训,3,焊接的三要素及满足的条件,焊接,清洁,加熱,焊接,清洁焊盘表面 清洁元件引脚 清洁烙铁头（吸嘴） 烙铁的加热方法（同时加热） 加热温度 加热时间 锡丝的供给方法 烙铁的撤出方法 焊锡供给量多少,时间,温度,锡量,4,什么是焊接？,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。 为了焊接，热量、焊锡、助焊剂是必要的。,定义：把想要连

2、接的两个金加热到焊锡的溶解温度，对此注入适量焊锡，焊锡迅速的渗透在两个金属的中间，使之连接在一起，金属与渗透在金属中间的焊锡，形成的合金层。,粘附：将合金层形成在焊锡与连接金属之中，就将焊锡成份吸附粘合在想要焊接的金属表面上，焊锡的粘合称之为粘附。 粘附的条件：所焊部件的表面处理做好并保持干净；使用适当的助焊剂；加热到适当的温度；使用指定的焊锡。 延伸：A.助焊剂的作用 1.除去铜箔表面的氧化物 2.防止铜箔与熔融焊锡的氧化 3.降低焊锡的表面张力。 B.怎样保持铜箔和基板表面的清洁？1.不要沾上灰尘、指纹（潮气和盐份易生锈）2.不要放在高温高湿处（高温高湿易生锈）3.不要存放在橡胶带和纸带内

3、（易造成硫化）4.不要长期存放（易造成氧化）,5,扩散和溶解（合金层的形成）,合金的扩散和溶解形成合金层,良好的合金层,危险的状态,金属间化合物增长,由于吃铜现象的发生使线变细,加热过度,薄且均匀的合金层,扩散,溶解,合金层,6,助焊剂的作用,去除氧化膜 去除金属表面的氧化膜使焊锡延展开,防止再氧化 盖住除去氧化膜的地方进行加热防止再氧化,降低表面張力 降低焊锡表面張力，让焊锡延展,形成焊锡的表面 使焊锡的表面顺利地形成防止连焊等情况,FLUX,氧化膜,焊锡,7,焊锡线,焊锡的种类 线径 焊锡的名称 0.51.6 确认焊锡的种类。（根据焊接的地方，使用不同的焊锡线）,合金组成 Sn60,Sn5

4、0,Sn45 PbFree合金（Sn-Ag-Cu等),8,含助焊剂的焊锡线的构成,助焊剂,焊锡合金,注意 Sn-Pb系 PbFree系,9,温度调节器 根据作业内容不同设定不同温度 作业前必须确认温度。,烙铁头搁置处,清洁用的海绵 清洁烙铁头的脏物。 海绵必须含水。,焊接烙铁,烙铁,无铅焊锡设计的烙铁使用时应该特别注意。,10,电烙铁的拿法,握笔型 一般作业,反握：全部握住型 大部品时作业,反握法,正握法,握笔法,11,锡丝的拿法,连续作业时 可以间断供给锡线,间断作业时 不可以间断供给锡线,采 取,连续焊接,断续焊接,长度3-5cm,12,清洁的方法,通常海绵都含适当的水 过多过少都不可以

5、标准：海绵放在手心轻握以不滴水为宜,把海棉切成V字型等 在切口处清洁烙铁头通常我们说的用海绵的 角部或边缘,如果清洁方法不正确、助焊剂会变成炭化物付着在烙铁头上,易产生锡渣。 烙铁的导热性变差,造成不良的原因 无铅焊接时清洁次数增加。,13,清洁时的温度下降,温度下降,温度回升,水量过多时 温度大幅度下降,温度回升需要很长時間,良好的状态为 温度回升快,能够安定作業,作业的温度范围 ,（例）,14,焊接时正确的姿势,以上,危险的姿势,15,确认使用的锡丝（有铅/无铅） 确认焊接用的烙铁（头） 确认清洁用的海绵 焊接时的姿势,检查要点,焊接前的准备,16,5步法+1,如果母材加热不充分，即使把焊

6、锡熔化也不能焊接上。（烙铁不是熔化焊锡的工具而是给母材加热的工具。,焊接的步骤,17,加热的要点,根据焊点设计的不同，使用的方法也不同,利用烙铁中部加热,在大的绿油上将烙铁移动而迅速大面积加热,18,焊锡的流动,未流动 未焊接上,流动开 焊上了,用焊锡与母材的接触角度来判断,19,焊锡的流动,在导线 和绿油上也延展了. 表面有光滑和光泽 无空洞,表面不粗糙,导线处焊锡未延展 粗糙的表面,20,无铅焊锡的特征,没有铅的配合。 溶点高。 作业性差。 延展性差 焊接后焊接表面与以前不同。 强度加强。,PbFree,21,和现有的焊锡差别,现有的焊锡 组成 60%Sn+40%Pb （铅占40%） 融点

7、 固体温度 液体温度 ,焊锡 组成 96.5%Sn+3.0%Ag+0.5%Cu （无铅成分） 融点 固体温度 液体温度 ,PbFree,22,焊锡的延展性,Sn60,PbFree,Sn60、PbFree的延展性都很好,但注意焊锡表面光泽。 用有铅的时候在表面上形成白色而 粗糙的原因一般是过度加热时的不良现象， 另外一般用无铅的时候在表面上出现白色而粗糙。,PbFree,23,焊锡的表面,Sn60焊锡,PbFree焊锡,焊锡量,少中多,光滑且有光泽的表面,白色粗糙的表面,白色部分并不是不良的现象。,PbFree,24,焊接合适的温度？ 母材温度焊锡合金的 Sn60%Solder(190）4050

8、230240 PbFree焊锡M.P+3040即可 Sn-3.0Ag-0.5Cu（217220）240250 因为母材都是个以上，所以要同时升温。 个母材的材质、形状、尺寸都不相同,所以同时升温是很困难。 要善于利用烙铁头的形状进行加热。 快速合理地升温。(迅速地冷却) 超出所需热量加热的话,会导致过度加热。,加热的要点,25,加热不好的不良情况,发生不延展,烙铁头的位置和烙铁插入的位置要注意,26,不同的基板加热的要点,单面基板,通孔基板,外表大体上看上去同样,不过，母材金属的大小完全不同。对通孔基板加热要注意,加热不足的典型例子,导线不能加热过多。专门加热基板并使用1TYPE更细的焊锡,2

9、7,加热例,現行（Sn-Pb) 32023sec 双面八层基板,Sn-Ag-Cu使用,32034sec,32034sec,32034sec,：32015sec焊锡不能熔化 ：35010sec 可以 ：38034sec 可以,由于设计焊点，内层的接合，绿油的外观是一样，但是变成熱容量而出现不溶化的现象。,化,PbFree,28,良好的加热,加热范围,过度加热,焊锡渗入,部品破损,焊盘被破坏,焊锡加热过度,很弱的合金,过度加热,29,焊接時要固定下来作业,焊接部位的摇動产生裂纹,在固定下来的瞬間摇動而发生的情况,在固定下来的瞬間摇動而发生的情况,焊锡完全冷却之前,一定不要摇动,30,焊锡的冷却,迅

10、速冷却凝固的情况较好 焊锡合金的強度不同,迅速冷却凝固后的金属组件 （細而均匀）,慢慢冷却凝固后的金属组件 （大而不均匀）,31,正合适的焊锡量和外缘线(面),实际作业时要根据作业指导书所要求的量来焊接。,基本型,：母材与焊锡接触成小角度。 ：外缘线为平滑的弓形。 ：被焊接物的形状可以想像出的焊锡量 ：焊锡的表面要有光泽。 ：没有洞、裂纹。,32,焊锡量,NG,OK,NG,焊锡量过多,焊锡量不足,依作业指示书决定焊锡量的多少 过多或者过少都不行,不能确认焊锡是否延展,焊接处强度不够,33,不同焊锡量表面的状态1,焊锡量少,焊锡过多,PbFree,34,Sn60,PbFree,焊锡量和表面的状态

11、,NG,NG,PbFree,35,不同基板的焊锡量,需要导线直径倍的高度的焊锡形状,需要导线直径倍的高度的焊锡形状,单面基板,双面基板,36,烙铁撤出的方法,烙铁头撤出方法不良,产生拉尖 烙铁头撤离太慢,产生焊锡球 翻手腕(飞溅),粘着杂屑 烙铁头撤出方向不好,37,焊锡球的产生,焊锡焊不上，但勉强将烙铁插入 伴随助焊剂飞散,烙铁头撤出方向不对 翻手腕或者撤出得太早 焊锡量过多。,溶化焊锡量过多。而且烙铁头清洗不够 烙铁头滑动。,大的焊锡球,助焊剂残渣中发生,伴随助焊剂飞散,38,导线的污染 因为有污染，产生未延展,基板的污染 因为用手直接触摸基板，会污染基板,烙铁头清洁不足 烙铁头若清洁不足

12、作业时会产生不良和污染,注意事項,清洁/清扫,39,烙铁头的消耗,PbFree无铅焊锡的特点，烙铁头消耗快,Sn60有铅焊锡20000次焊接后的烙铁头,无铅焊锡10000次焊接后的烙铁头,1/21/3以下的寿命（两者用机器人实验，机器测的温度都为420度),注意事項,PbFree,40,完成作业时,烙铁头的日常管理,使用完后烙铁头被污染,用海绵清洁,新的焊锡重新供给烙铁头,将焊锡镀层部分用焊锡包住,放置在烙铁架并关掉电源,1.加热时时常用焊锡沾湿，并在使用前擦掉2.使用完后用焊锡沾湿3.不要用挫刀挫，也不能敲打4.由于氧化降低亲和性时用去污粉擦一擦,41,将母材加热，否则焊锡焊不上 将两个母材

13、同时加热 用适当的焊锡量 焊接没完成前不要移动 烙铁头放开时要注意 要目测确认焊锡的流动情况,检查要点,焊接,42,检査,怎样才能做出好的焊接？检查自己应有的责任 关于是否不良品做出正确的判断。,检查的要点 正确的位置（插入位置） 正确的形状（部品和导线等） 焊锡的流动性 焊锡量 焊锡的表面（洞、粗糙、光泽等）,43,无铅焊锡的检查,检查的要点 正确的位置（插入位置） 正确的形状（部品和导线等） 焊锡的延展 焊锡量 焊锡的表面（洞、粗糙、光泽等）,检查要点 正确的位置（插入位置） 正确的形状（部品和导线等） 焊锡的延展 焊锡量 焊锡的表面（存在白色粗糙的表面部分并不是不良）,PbFree,44

14、,检查正确的位置,不是正确位置的话強度就会下降,位置偏移,用力,注意连接器浮起,裂纹,45,検査正确的形状,管脚的形状有着的意义,缓冲外力作用,裂纹,如果没有缓冲外力，反复受到应力的作用情况，受力不能化解的话，将会产生裂纹。,46,検査流动,目测判断是否流动。,有很多未流动的例子，对焊锡与母材的交接面处进行观察,47,検査合适的焊锡量,每个部品所需要的焊锡量是不同的 。,是否流动看不出来,焊锡量太少会发生裂纹。,焊锡量太多、太少都不合格,过多,过少,48,検査焊锡的表面,过度加热情况 （凹凸不平的面）,凝固时摇动所 发生的波纹,追加焊锡时加熱熱量不足,49,众多不合格现象,不流动,不流动,不流

15、动,焊锡球,焊锡碎片,连桥/连焊,突角/拉尖,裂缝/锡裂,空洞/漏焊,未焊接,剥离焊/起皮,过度加热,50,焊接后产生的细微裂纹（MICRO CRACK）,焊接冷却的时候，在白色部分会产生 MICRO CRACK（细微裂纹） 冷却太慢容易造成此情况发生。要注意OVERHEAT（加热过度）,丝巢,PbFree,51,白色化现象,PbFree,光泽表面的切面图片,白色化表面的切面图片,52,微裂纹和一般的裂纹外观完全不同,PbFree,微裂纹,一般的裂纹,53,凝固,-Sn232,Sn-Ag-Cu 217,首先B-SN凝固、 然后共晶焊锡添其空隙,表面有凹凸不平的SN，能看到Sn结晶,出现白色化

16、现象,最后凝固时无 法确保体积而导致 裂纹的产生,焊锡融化时体积变大,微裂纹发生的过程,PbFree,54,气泡的产生,手工作业时产生的气泡（blow hole） 由于热量不足的气泡。大的气泡发生的可能性高。,SMT发生的气泡 在表面实装时容易发生气泡、特别是用无铅焊锡注意发生大的气泡。,PbFree,55,单面基板需要注意的,漏焊,针孔,导线处不延展,焊点不延展,良好状态,导线插入部品的焊接,56,通孔基板需要注意的,良好状态,产生气泡,气泡,机械性缺陷,污染造成的不延展,热量不足,基板产生的气体而产生的气泡,导线插入部品的焊接,57,表面装填部品的焊接,58,在一侧焊点做预备焊接,边压上元

17、件边用烙铁加热焊锡,在另一侧焊点用烙铁和焊锡焊接,将烙铁头不直接接触元件。将焊锡供给到烙铁头和元件的中间。,溶化焊锡之后将烙铁头拧下来、然后将焊锡聚集到元件。,确认焊锡焊上到元件之后，将烙铁头拉起来。,后焊接,后焊接修改,热量的传导,镊子,表面填装部品的焊接,元件部品的焊接,59,不是短路,但是非常危险的 状态。烙铁头使用方法， 作业方法不正确导致的,要焊接小元件时一定要用镊子等压上操作、否则焊锡全部溶化而移动元件。,表面填装部品的焊接,元件部品不良,60,未焊接 由于加热过度 元件的电极受到破坏 露出陶瓷本体、 未焊接上。,通常的状态,电极被破坏，焊锡未焊接上,电极处,元件部品的不良,表面填

18、装部品的焊接,61,是否做了正确的焊接，自己要对此负责检査。 能够判断是否为正确。,：正确的位置 ：正确的形状 ：焊锡的流动性 ：合适的焊锡量 ：焊锡表面有平滑和光泽并没有 洞和裂纹。,检査,表面填装部品的焊接,62,由于错位会出失去有后背焊锡形状（强度劣化）,表面实装部品时要注意方向的错位,位置,表面填装部品的焊接,63,由于表面装填部品的导线非常细、特别注意处理时容易变形,形状,表面填装部品的焊接,64,焊锡的流动性可以用眼直观判断出来的。,全部都是未延展的例子，对焊锡与母材的交接面处进行观察,流动性,表面填装部品的焊接,65,不同的部品需要的焊锡量也不同,焊锡量过多过少都不行,焊锡量不够

19、,焊锡量过多,焊锡量,表面填装部品的焊接,66,焊锡球产生,焊锡时产生焊锡球 融化的焊锡量过多 助焊剂过多 烙铁头清洁不够 等原因,表面填装部品的焊接,连桥修正时的不良,67,焊锡量不足 暂且焊锡焊上了，但是由于拉开烙铁头的方式 的原因、因此焊锡使烙铁头脱掉。如此状态的 情况下，受到小的压力就会造成裂纹。,没有背后焊锡形状,连桥修正时的不良,表面填装部品的焊接,68,检查其他不合格现象,连桥,不延展/空焊,裂痕/锡裂,过度加热的原因,焊锡量过多的原因,镀层不良引起,焊接后操作产生的原因,69,注意,基板手持的方法,Good,NG,不要污染焊接部和焊点,其他的注意事项,70,注意,基板的处理,重

20、叠PCB板,小冲击造成焊接部有裂痕,其他的注意事项,71,Training Level 32 焊接的延展 助焊剂的作用 焊锡球的产生 导线部品的焊接 导线的焊接 元件部品的焊接 检查,实际操作训练,72,实际操作训练,焊锡延展和温度的关系,板,三工程法的焊接,五工程法的焊接,将烙铁头和焊锡同时接触,充分加热后，供给焊锡线,确认延展,确认母材的温度,73,实际操作训练,体验助焊剂的作用,1,2,4,光泽的表面,出现加热过度的表面和突角,3,无铅焊锡的表面,74,大面积焊接方法,将烙铁头边在大面积焊盘上移动边焊接。 有光泽而且平滑的表面,5,6,7,8,实际操作训练,75,实际操作训练,助焊剂的作用,9,流入焊锡 为了不产生锡桥使烙铁头滑动。,10,11,13,