手工焊接培训资料-110114神思.ppt

1、1手工焊接培训资料手工焊接培训资料22主要内容主要内容一一、概述概述二、焊接定义及机理二、焊接定义及机理三、焊接材料、工具、方法三、焊接材料、工具、方法四、焊点质量影响因素分析四、焊点质量影响因素分析五、焊点判断标准五、焊点判断标准六、焊点失效及元件拆除六、焊点失效及元件拆除 33焊接分类焊接分类 熔焊熔焊焊接种类焊接种类 压焊压焊 钎焊钎焊钎焊钎焊熔焊熔焊压焊压焊超声压焊超声压焊金丝球焊金丝球焊激光焊激光焊44电子制造中焊接技术的地位电子制造中焊接技术的地位电子组装关键技术电子组装关键技术连接技术连接技术焊接技术焊接技术焊接技术的重要性焊接技术的重要性 焊点是元器件与印制电路板电气连焊点是元

2、器件与印制电路板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强度就决定了电子接和机械连接的连接点。焊点的结构和强度就决定了电子产品的性能和可靠性。产品的性能和可靠性。55n焊接是金属连接的一种方法。利用两金属件连接处的加热熔化或焊接是金属连接的一种方法。利用两金属件连接处的加热熔化或加压，或两者并用，以造成金属原子之间或分子之间的结合，从而加压，或两者并用，以造成金属原子之间或分子之间的结合，从而使两种金属永久连接，这个过程称为焊接。使两种金属永久连接，这个过程称为焊接。n焊接焊接是通过熔融的焊料合金与两个被焊接金属表面之间生成金属是通过熔融的焊料合金与两个被焊接金属表面之间生成金属间合金层，从而

3、实现两个被焊接金属之间电气与机械连接的焊接技间合金层，从而实现两个被焊接金属之间电气与机械连接的焊接技术。术。焊接定义焊接定义66锡焊机理锡焊机理 当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过助同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、冶金结合，焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层，冷却后在焊料

4、和被焊接金属表面之间生成金属间结合层，冷却后使焊料凝固，形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层使焊料凝固，形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关。的结构和厚度有关。77焊接工具焊接工具 手工烙铁焊接手工烙铁焊接 浸焊浸焊 波峰焊波峰焊 回流焊回流焊88焊接材料焊接材料焊料焊料(solder)(solder)：填充被焊金属空隙的材料。焊接时，焊料：填充被焊金属空隙的材料。焊接时，焊料受热熔化，与母材金属结合，在母材表面形成合金，将母受热熔化，与母材金属结合，在母材表面形成合金，将母材连接在一起。铅的作用；共晶焊锡特点。材连接在一起。铅的作用；共晶焊锡特点。助焊剂助焊剂(flux)

5、(flux)：焊接时使用的辅料。是一种能清除焊料和：焊接时使用的辅料。是一种能清除焊料和被焊母材表面的氧化物，使表面达到必要的清洁度的活性被焊母材表面的氧化物，使表面达到必要的清洁度的活性物质。它能防止焊接期间表面的再次氧化，降低焊料表面物质。它能防止焊接期间表面的再次氧化，降低焊料表面张力，提高焊接性能。张力，提高焊接性能。99手工焊接基本方法手工焊接基本方法 1.1.准备焊接：清洁烙铁准备焊接：清洁烙铁 2.2.加热焊件：烙铁头放在被焊金属的连接点加热焊件：烙铁头放在被焊金属的连接点 3.3.熔锡润湿：添加锡丝，锡丝放在烙铁头对侧处熔锡润湿：添加锡丝，锡丝放在烙铁头对侧处 4.4.撤离焊锡

6、：撤离锡丝撤离焊锡：撤离锡丝 5.5.停止加热：撤离烙铁（每个焊点焊接时间停止加热：撤离烙铁（每个焊点焊接时间23s23s）1010手工焊接基本方法手工焊接基本方法(续续1)1)焊前准备烙铁头清洁焊前准备烙铁头清洁1111手工焊接基本方法手工焊接基本方法(续续2)2)加热焊件加热焊件 焊件通过与烙铁头接触获得焊焊件通过与烙铁头接触获得焊接所需要的温度。接所需要的温度。1 1）接触位置：烙铁头应同时接）接触位置：烙铁头应同时接触需要互相连接的两个焊件，触需要互相连接的两个焊件，烙铁头一般倾斜烙铁头一般倾斜4545度，应该避度，应该避免只与一个焊件接触或接触面免只与一个焊件接触或接触面积太小的现象

7、。积太小的现象。2 2）接触压力：烙铁头与焊件接）接触压力：烙铁头与焊件接触时应施以适当压力，以对焊触时应施以适当压力，以对焊件表面不造成损伤为原则。件表面不造成损伤为原则。1212手工焊接基本方法手工焊接基本方法(续续3)3)熔锡润湿送上焊锡丝熔锡润湿送上焊锡丝 1 1）送锡时机：原则上是焊件温度达）送锡时机：原则上是焊件温度达到焊锡溶解温度时立即送上焊锡丝；到焊锡溶解温度时立即送上焊锡丝；2 2）供给位置：焊锡丝应接触在烙铁）供给位置：焊锡丝应接触在烙铁头的对侧。因为熔融的焊锡具有向温头的对侧。因为熔融的焊锡具有向温度高方向流动的特性，在对侧加锡，度高方向流动的特性，在对侧加锡，它会很快流

8、向烙铁头接触的部位，可它会很快流向烙铁头接触的部位，可保证焊点四周均匀布满焊锡。若供给保证焊点四周均匀布满焊锡。若供给的焊锡丝直接接触烙铁头，焊锡丝很的焊锡丝直接接触烙铁头，焊锡丝很快熔化覆盖在焊接处，若焊件其它部快熔化覆盖在焊接处，若焊件其它部位未达到焊接温度，易形成虚焊点。位未达到焊接温度，易形成虚焊点。3 3）供给数量：确保润湿角在）供给数量：确保润湿角在15154545度，强电焊点适当增加。焊点圆滑且度，强电焊点适当增加。焊点圆滑且能看清焊件的轮角。能看清焊件的轮角。1313手工焊接基本方法手工焊接基本方法(续续4)4)烙铁头的撤离（停止加热）烙铁头的撤离（停止加热）1 1）脱落时机：

9、焊锡已经充分润湿）脱落时机：焊锡已经充分润湿焊接部位，而焊剂尚未完全挥发，焊接部位，而焊剂尚未完全挥发，形成光亮的焊点时，立即脱离，形成光亮的焊点时，立即脱离，若焊点表面沙哑无光泽而粗糙，若焊点表面沙哑无光泽而粗糙，说明撤离时间已晚。说明撤离时间已晚。2 2）脱离动作：迅速！一般沿焊点）脱离动作：迅速！一般沿焊点的切线方向拉出或沿引线的轴向的切线方向拉出或沿引线的轴向拉出，即将脱离时又快速的向回拉出，即将脱离时又快速的向回带一下，然后快速脱离，以免焊带一下，然后快速脱离，以免焊点表面拉出毛刺。点表面拉出毛刺。1414手工焊接工具选择手工焊接工具选择，烙铁头与焊盘，烙铁头与焊盘的接触面积要适当，

10、以的接触面积要适当，以满足热传导与焊点质量的要求，烙满足热传导与焊点质量的要求，烙铁头的形状应该与焊点的大小与密度相适应。铁头的形状应该与焊点的大小与密度相适应。1515手工焊接焊料选择手工焊接焊料选择焊锡丝选择：焊锡丝选择：原则上以焊点需要的焊锡量而定，量大选用大线径的。原则上以焊点需要的焊锡量而定，量大选用大线径的。焊件对象焊件对象焊锡丝线径焊锡丝线径SMTSMT焊点焊点0.30.30.50.5一般线路板焊点一般线路板焊点0.50.51.01.0小型端子与导线焊小型端子与导线焊接接1.01.01.21.2大型端子与导线大型端子与导线1.21.22.02.01616焊点质量影响因素焊点质量影

11、响因素影响焊点强度的主要因素：影响焊点强度的主要因素：nPCBPCB板材铜箔与基板结合强度、铜箔厚度、板面清洁度、板材铜箔与基板结合强度、铜箔厚度、板面清洁度、焊接温度、焊接时间、金属间化合物种类与厚度。焊接温度、焊接时间、金属间化合物种类与厚度。n焊接材料的质量焊接材料的质量(焊锡成分及杂质、母材材料焊锡成分及杂质、母材材料)。n焊料量。焊料量。1717焊点质量影响因素焊点质量影响因素(续续1)1)金属间化合物种类：金属间化合物种类：当温度达到当温度达到210-230210-230时，时，SnSn向向CuCu表面扩散，而表面扩散，而PbPb不扩不扩散，初期生成散，初期生成Sn-CuSn-Cu

12、合金；随着温度升高和时间延长，合金；随着温度升高和时间延长，CuCu原子渗透到原子渗透到Cu6Sn5Cu6Sn5中，局部结构转变为中，局部结构转变为CuCu3 3SnSn，当温，当温度继续升高和时间进一步延长，度继续升高和时间进一步延长，Sn/PbSn/Pb焊料中的焊料中的SnSn不断不断向向CuCu表面扩散，在焊料一侧只留下表面扩散，在焊料一侧只留下PbPb，形成富，形成富PbPb层。层。CuCu6 6SnSn5 5和富和富PbPb层之间的的界面结合力非常脆弱，当受到层之间的的界面结合力非常脆弱，当受到温度、振动等冲击，就会在焊接界面处发生裂纹。温度、振动等冲击，就会在焊接界面处发生裂纹。1

13、818焊点质量影响因素焊点质量影响因素(续续2)2)金属间化合物厚度：金属间化合物厚度：n 厚度为厚度为0.50.51.5m1.5m时，时，抗拉强抗拉强度最佳；度最佳；n 厚度为厚度为0.50.54m4m时，抗拉强度时，抗拉强度可接受；可接受；n 厚度厚度0.5m0.5m时，由于金属间合时，由于金属间合金层太薄，几乎没有强度；金层太薄，几乎没有强度；n 厚度厚度4m4m时，由于金属间合金时，由于金属间合金层太厚，使连接处失去弹性，由层太厚，使连接处失去弹性，由于金属间结合层的结构疏松、发于金属间结合层的结构疏松、发脆，也会使强度变小。脆，也会使强度变小。1919焊料合金成份和氧化程度焊料合金成

14、份和氧化程度n 要求焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶；要求焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶；n 被焊金属表面氧化程度（只有在净化表面，才能发生化学扩散反应）被焊金属表面氧化程度（只有在净化表面，才能发生化学扩散反应）焊接温度和焊接时间焊接温度和焊接时间金属间结合层的厚度与焊接温度和时间成正比。金属间结合层的厚度与焊接温度和时间成正比。例如例如SnPbSnPb焊料在焊料在183183以上，没有达到一定的温度时在以上，没有达到一定的温度时在CuCu和和SnSn之间的扩之间的扩散，不能生成足够的金属间结合层。一般只有在约散，不能生成足够的金属间结合层。一般只有在约220220维持维持2 2秒钟的

15、条件秒钟的条件下才能生成良性的结合层。但焊接温度更高时，扩散反应率就加速，就会下才能生成良性的结合层。但焊接温度更高时，扩散反应率就加速，就会生成过多的恶性金属间结合层。焊点变得脆性而多孔。生成过多的恶性金属间结合层。焊点变得脆性而多孔。2020焊点判断标准焊点判断标准理想情况：理想情况：n 无空洞区域或表面瑕疵；无空洞区域或表面瑕疵；n 引脚和焊盘润湿良好；引脚和焊盘润湿良好；n 引脚形状可辨识；引脚形状可辨识；n 引脚周围引脚周围100%100%有焊锡覆盖；有焊锡覆盖；n 焊锡覆盖引脚，在焊盘或导焊锡覆盖引脚，在焊盘或导线上有薄而顺畅边缘。线上有薄而顺畅边缘。2121焊点判断标准焊点判断标

16、准(续续1)1)可接受情况：可接受情况：n 焊点表层是凹面的；焊点表层是凹面的；n 润湿良好的；润湿良好的；n 有顺畅连接的边缘；有顺畅连接的边缘；n 焊点内引脚形状可焊点内引脚形状可辨识。辨识。2222焊点判断标准焊点判断标准(续续2)2)不合格情况：不合格情况：n 焊点表层凸面，焊锡过多；焊点表层凸面，焊锡过多；n 无顺畅连接的边缘；无顺畅连接的边缘；n 孔的垂直填充不符合要求。孔的垂直填充不符合要求。n 虚焊点。虚焊点。2323PCBPCB焊点主要失效模式焊点主要失效模式主要失效模式主要失效模式假焊虚焊假焊虚焊机械强度低机械强度低疲劳寿命低疲劳寿命低腐蚀腐蚀其它其它2424PCBPCB焊

17、点主要失效原因分析焊点主要失效原因分析主要失效原因主要失效原因2.PCB焊盘不良焊盘不良1.元器件引脚不良元器件引脚不良3.焊料质量缺陷焊料质量缺陷4.焊剂质量缺陷焊剂质量缺陷5.工艺参数控制缺陷工艺参数控制缺陷6.其它辅助材料缺陷其它辅助材料缺陷镀层、污染、氧化、共面镀层、污染、氧化、共面镀层、污染、氧化、翘曲镀层、污染、氧化、翘曲组成、杂质超标、氧化组成、杂质超标、氧化低助焊性、高腐蚀、低低助焊性、高腐蚀、低SIR设计、控制、设备设计、控制、设备胶粘剂、清洗剂胶粘剂、清洗剂2525元件拆除方法元件拆除方法通孔元件：通孔元件：n 用吸锡器用吸锡器(手动或电动手动或电动)将焊盘上熔融的焊料逐个

18、吸走后移将焊盘上熔融的焊料逐个吸走后移开。开。n 用吸锡条用吸锡条(并用电烙铁并用电烙铁)将焊盘上熔融焊料吸净后移开。将焊盘上熔融焊料吸净后移开。n 将焊盘上焊锡熔化后使焊盘突受外力将其带走。注意其它将焊盘上焊锡熔化后使焊盘突受外力将其带走。注意其它元件受力情况。元件受力情况。n 将被拆元件焊点放至锡炉，待焊点焊锡熔化后将元件移走。将被拆元件焊点放至锡炉，待焊点焊锡熔化后将元件移走。时间要短。时间要短。片状元件片状元件(表面贴装表面贴装)：n 引脚较少时可用两把电烙铁同时加热元件引脚，将其移走。引脚较少时可用两把电烙铁同时加热元件引脚，将其移走。n 多引脚元件，应用热风枪多引脚元件，应用热风枪(选用不同型号枪头选用不同型号枪头)将其元件各将其元件各引脚均匀加热后，用摄子或钢针将其撬起后移开。引脚均匀加热后，用摄子或钢针将其撬起后移开。2626结束结束谢谢！