电子焊接工艺.pdf

单元3焊接工艺
焊接是电了戸产品组装过程中的重要T.と。焊接质量的好坏,直接影响电了电路及电了装置
的工作性能。优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定性、可靠性,不良的焊接方法会导致
元器件损坏,给测试带来很人困难,有时还会留下隐想,影响的电子设备可靠性。随着电子产
品复杂程度的提高,使用的心器件越来越多,有此电了产品(尤其足有些人型电子设备)要使
用儿白上千个元器件,焊点数量则成千上万。而?个不艮焊点都会影响整个产品的可靠性。焊
接质量是电子产品质量的关键。因此,掌握熟练焊接操作技能对于生产一线的技术人员是十分
重要的
本单元主要介绍锡铅焊接的基础知识、焊料和焊剂的选用、手下焊接技术和白动焊接技术
等内容。安排」焊接训练
理知书
3-1焊接的基础知识
3-1-1锡焊分类及特点
焊接一殷分三大类:熔焊、接触焊和钉焊。
1.熔焊
熔焊足指在焊垵过程中,将焊件接头加热?熔化状,在不外加压力的情ド完成焊接
的方法。如电弧焊、气焊等。
接触焊
在焊接过程中,必纨对焊件施加压力(加热或不加热)完成焊接的方法。如烃声波焊、脉冲
焊、摩擦焊等。
钎焊
钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料,将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于
被焊物的熔点的温度,利用液态焊料湿被焊物,并与被焊物柑互扩散,实现连接
钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。使用焊料的熔点高丁4500C的
焊接称峺钎焊;使用焊料的熔点低于4500C的焊接称软钎焊。电了庐品安装工ど中所谓的“焊
接”就是软钎焊的·种,主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料,因此俗称“锡焊”
3-1-2焊接的机理
电子线路的焊接看似筒単,似乎人不过足熔融的焊料与被焊金属(母材)的结合过程,但
究其微观机理则是非常复杂的,它涉及物理、化学、材料学、电学等柑关知识。熟悉有关焊接
的基础理论,才能对焊接中出现的各种问题心中有数,应付白如,从而提高焊点的烨接质量。
所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度,依罪熔融焊料添满被金属?隙并与之
形成金属合金结合的一种过程。从微观的角度分析,焊接包括两个过程:一个是润湿过程,力
个是疒散过稈
河湿(横冋流动
又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。浸润程
度主要决定丁焊件表面的清清程度及焊料的表面张力。金属表血看起来是比较光滑的,但在显
微镜下面看,有无数的不平、品界和伤痕,的焊料就是沿着这些表面上的四和伤痕靠毛
细作用润湿疒散开去的,因此焊接时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松否在前面除氧化膜,
焊惕紧其后,所以说润湿基本上是熔化的焊料沿省物体表横向流动。润湿的好坏用润湿角
表示,如图3-1所示。
料
图3-1润湿好妤坏的示意图
a)O>90°不润混b)e-90°润湿不良c)0<90°润湿良好
从以上叙述可知,润滞条件之?是被焊金属表面必须保持清洁。只有这样,焊料和被焊金
属的原子才可以白由地柑红吸引
扩散(纵向流动)
伴随省熔融焊料在被焊上.扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。例如,
用锡铅焊料焊接恫件,焊过稈中既有表面扩散,又有品界扩散和品内扩散。锡铅焊料中的针
只参与表面护散,而锡和甸原子相互护散,这是不同金属性质决定的选择扩散。正是由于这种
扩散作用,在炳者界面形成新的合金,从而使焊料和焊件牢固地结合。
合金层(界面层)
扩故的结某使锡原了和被焊金属铜的交接处形成合金层,从而形成牢固的焊接点。以锡铅
焊料焊接铜件为例。在低温(250~300℃)条件下,铜和焊锡的界面就会生成Cu3Sn和Cu6Sn5
若温度妞过300℃,除生成这些合金外,还要生.成Cu3ISn8等金属问化合物。焊点外的厚度
因温度和焊按时阿不同而异,·般在3~10um之间。图3-2所示是锡铅烨料焊紫恫时的部分
断面金属组织的放大说明。
料
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图3-2锡铅焊料焊接紫铜组织的说明图
图3-2说明:在温度适当小,焊按会生成Cu3Sn、Cu6Sn5;当温度过高时,会作成(Cu3ISn8
等其他合金。这是由于温度过高而使铜熔进过多,这对炐接部位的物理特性、化学性质尤其对
机械特性及耐腐蚀性等有很大影响。从焊点表面看,过热或时间过长会使焊料表面失去特有的
金属光洋,而使焊点灰白色,形成颗粒状的外观。同时,靠近合金层的焊料层,其成分发牛
变化,也会使焊料失去结合作用,从而使焊点丧大机械、电气性能。正确的焊接时间为2~5s
且·次焊成。切忌时间过长和反复修补
图3-3是元件焊接的合命层生成示意图,只有在焊锡和元件的交接面形成的个金层,才能
使焊锡」元件牢连接;?有焊锡与焊趾金属的表面有合金层形成,焊锡才能年固的附着在PCB
板上;有这两个合金层都很好,才能使元件牢固的固定在PCB的焊盘上.。