焊接工艺_锡膏介绍(1)

1、焊接工艺介绍焊接工艺介绍 锐泽科技工艺室 2012年11月 Page 2 教材目录教材目录 第一章.锡焊方式 烙铁焊 浸焊 波峰焊 热压焊 回流焊 激光焊 第二章.焊料介绍 锡丝/锡条/锡膏 Page 3 锡焊方式锡焊方式 从微观角度来分析锡焊过程的物理/化学化，锡焊是通过“润湿润湿”，“扩散扩散”，“冶冶 金金”三个过程完成的。 焊料先对金属表面产生润湿，伴随着润湿现象发生，焊料逐渐向铜金属扩散，在焊料 与铜金属的接触界面上生成合金层，使两者牢固的结合起来。 锡焊锡焊 烙铁焊 -烙铁台（人工） 浸焊 -锡炉（人工） 波峰焊 -波峰焊机（机械自动） 热压焊 -哈巴焊机（机械自动） 回流焊 -回

2、流焊机（机械自动） Page 4 烙铁焊烙铁焊 按加热方式分类：外加热式，内加热式，恒温式 外热型：外热型：发热电阻在电烙铁的外面，既适合于焊接大型的元部件，也适用于焊接小型的元器件。由 于发热电阻丝在烙铁头的外面，有大部分的热散发到外部空间，所以加热效率低，加热速度较缓 慢。一般要预热67分钟才能焊接 内热型：内热型：加热元件和铜头的相对位置应该是“加热元件在焊锡铜头的内部”，使热量从内部传到烙 铁头，具有热得快，加热效率高，体积小，重量轻，耗电省，使用灵巧等优点。适合于焊接小型 的元器件。但由于电烙铁头温度高而易氧化变黑，烙铁芯易被摔断，且功率小，只有20W，35W， 50W等几种规格 恒

3、温型恒温型：温度控制调节，焊料不易氧化，能防止元器件因温度过高而损坏。 外热内热恒温 Page 5 烙铁焊烙铁焊 烙铁焊过程 准准备备 加加热热 将烙铁头放将烙铁头放 在要焊锡部在要焊锡部 加热加热 加入加入焊锡焊锡 锡丝锡丝 熔解适量熔解适量 拿开拿开 焊锡焊锡 丝丝 拿开烙拿开烙 铁头铁头 焊锡焊锡烙铁烙铁 如没如没将母材充分加热将母材充分加热,焊锡溶解后也不能粘在母材上焊锡溶解后也不能粘在母材上 (烙铁不是溶解焊锡的工具烙铁不是溶解焊锡的工具,而是给母材加热的工具而是给母材加热的工具) Page 6 波峰焊波峰焊 波峰焊是一种传统的机械自动焊接方式，它是为适应通孔插装印制电路板的焊接而

4、产生的。它优点在于焊点可靠性高，一致性好，效率高，成本低等特点，明显优于 烙铁焊，在规模生产中已普遍采取这种焊接方式。 Page 7 波峰焊波峰焊 主要作用：主要作用： 挥发挥发助焊助焊剂剂中的溶中的溶剂，剂，使助焊剂呈膠粘狀。液态的助焊 剂内有大量溶剂，主要是无水酒精，如直接进入锡缸，在 高溫下会急据的挥发，产生气体使焊料飞溅，在焊点內形 成气孔，影响焊接品质。 活化助焊劑，增加助焊能力活化助焊劑，增加助焊能力。 在室溫下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的，必須通過加 热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧化膜的作用 （1）涂敷助焊剂）涂敷助焊剂 当印制电路板元件进入波峰焊机后，在传送机构的带 动下

5、，首先在盛放液态助焊剂槽的上方通過，设备將 通過一定的方法在其表面及元器件的引出端均匀涂上 一层薄薄的助焊剂。 Page 8 波峰焊波峰焊 (2)预热预热 印制电路板表面涂敷助焊剂后，紧接著按一 定的速度通過預热区加熱, 使表面溫度逐步 上升至90-110度。 主要作用：主要作用： 减减少焊接高少焊接高温对温对被焊母材的被焊母材的热冲击热冲击。 焊接温度约245，在室温下的印制 电路板及元器件若直接進入锡槽，急剧的升 温会对它们造成不良影响。 减减少少锡锡槽的槽的温度损温度损失失。 未经预热的印制电路板与锡面接触時，使锡 面温度会明显下降，从而影响润湿、扩散的 进行。 Page 9 波峰焊波峰

6、焊 （3）焊接）焊接 印制电路板元件在传送机构的带动下按一定的速度缓慢的通过锡峰，使每個焊点与 锡面的接触时间均为35秒，在此期間，熔融焊锡对焊盘及元器件引出端充分润湿、 扩散而形成冶金结合层，获得良好的焊点。 Page 10 波峰焊波峰焊 湍流波：湍流波：波峰口是波峰口是2-32-3排交错排列的小孔或排交错排列的小孔或 狭长缝，锡流从孔狭长缝，锡流从孔/ /缝中喷出，形成快缝中喷出，形成快 速流动的、形如涌泉的波峰；在焊接过程速流动的、形如涌泉的波峰；在焊接过程 中有更多的动能，有利于在紧密间距的片中有更多的动能，有利于在紧密间距的片 状元器件之间注入焊料状元器件之间注入焊料 平滑波：平滑波

7、：波峰口波峰稳定平稳，可对焊点波峰口波峰稳定平稳，可对焊点 进行修整，以消除各种不良现象，所以该进行修整，以消除各种不良现象，所以该 波又称为平滑修整补充波波又称为平滑修整补充波 Page 11 热压焊热压焊 TS-PR66SMU-R 立式脉冲热压机 热压工艺是脉冲加热回流焊接(pulse-heated reflow soldering)的俗称，简单 的说，此工艺就是将两个预先上好了助焊剂、镀了锡的零件加热到足以使焊 锡熔化的温度（无铅焊锡熔点：217），冷却固化后，这两个零件就通过固 化的焊锡形成一个永久的电气机械连接。 优点：优点：那些不能使用SMT回流炉进行焊接的 器件，原本我们可以用恒

8、温烙铁进行手工焊接， 但手工焊接容易出现焊接外观不一致、不平整， 甚至虚焊或焊坏产品等缺陷。而脉冲热压机则不 同于恒温烙铁，脉冲热压机在通电瞬间即可达到 所需温度，而一旦压头两端不加电压，瞬间风冷 即可达到室温，而且压头平整，所以焊接出来的 产品外观也平整一致，极少出现虚焊不良。 1、什么是热压工艺？、什么是热压工艺？ Page 12 2、热压焊的种类、热压焊的种类（大的区分有（大的区分有2种）种） 弯钩型 将端子弯成U字型。包裹住导线焊接 通電開始時通電開始時通電終了時通電終了時 （） （） 热压焊热压焊 Page 13 热压焊热压焊 狭缝型整流器等的沟槽内将导线压入进行压焊。 加圧前加圧加

9、圧加圧後加圧後 Page 14 热压焊热压焊 3、脉冲热压机的工作原理、脉冲热压机的工作原理 通过在热压头上加载一定的脉冲电压,利用低电压大电流，令高阻抗的热压头发热,将与 此相接触的物体升温！当温度升至焊锡的熔点之后,与之相接触的两物体将熔接在一起。 变压器 固态输出需要的 电压 变出低电压大电流 使脉冲压头发热 输出4- 20mA 驱动固态 通信线信号线 触摸屏 PLC 温控器固态继电器 热电偶反馈温度 铜极及压头组件 热电偶线 温度变送 器 12 Page 15 焊接位 目的：LCM模组焊于主板PCB 工具：脉冲热压机 制程参数：压接时间/温度/压力；压头平整度，对位精度，压接位置控制

10、(机器设定参考参数:46S,380400，实测约230 250,35kgf/cm2) 图示： 行业样例：行业样例：PCB&LCM焊接焊接 热压焊热压焊 Page 16 回流焊回流焊 主要客户：冠捷，华为，富士通，比亚迪，中兴，格力 型号：埃塔S10-N氮气无铅回流焊 回流焊由于回流焊由于采采用不同的热源，回流焊机有：用不同的热源，回流焊机有：热板热板回流焊机、回流焊机、热风热风回回流焊机、流焊机、红红 外外回回流焊机、流焊机、红外热风红外热风回回流焊机、流焊机、汽相汽相回回流焊机、流焊机、激光激光回回流流焊焊机等。不同的加机等。不同的加 热方式，其工作原理是不同的。热方式，其工作原理是不同的。

11、 Page 17 回流焊回流焊 1.红外回流焊红外回流焊 加热方式：加热方式：采用红外辐射及强制热风对流的复合加热方式采用红外辐射及强制热风对流的复合加热方式 色彩灵敏度色彩灵敏度：基板组成材料和元件的包封材料对红外线的吸收比例不同：基板组成材料和元件的包封材料对红外线的吸收比例不同 阴影效应阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀：辐射被遮挡而引起的升温不匀 焊接原理焊接原理: 焊接时，焊接时，SMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，焊接对象在炉膛内依次通过随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，焊接对象在炉膛内依次通过三个区域三个区域 先进入先进入预热区预热区，挥发挥发掉焊膏中的低沸点掉焊膏中的低沸点溶

12、剂溶剂， 然后进入然后进入回流区回流区，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏在热空气中熔融，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏在热空气中熔融，润湿润湿焊接面焊接面完成焊接完成焊接 进入进入冷却区冷却区使焊料使焊料冷却冷却凝固凝固。 优点：优点：预热和焊接可在同一炉膛内完成，无污染，适合于单一品种的大批量生产；预热和焊接可在同一炉膛内完成，无污染，适合于单一品种的大批量生产； 缺点：缺点：循环空气会使焊膏外表形成表皮，使内部溶剂不易挥发，回流焊期间会引起焊料飞循环空气会使焊膏外表形成表皮，使内部溶剂不易挥发，回流焊期间会引起焊料飞 溅而产生微小锡珠，需彻底清洗。溅而产生微小锡珠，需彻底清洗。 Page 18 回流

13、焊回流焊 2.热板回流焊热板回流焊 加热方式加热方式：SMA与热板直接接触传导热量，与红外回流焊不同的是加热热源是热板与热板直接接触传导热量，与红外回流焊不同的是加热热源是热板 焊接原理焊接原理：与上述相同与上述相同 适用性适用性：小型单面安装的基板，通常应用于厚膜电路的生产小型单面安装的基板，通常应用于厚膜电路的生产 3.汽相回流焊汽相回流焊 （简称VPS） 加热方式加热方式：通过加热一种氟碳化合物液体（俗称通过加热一种氟碳化合物液体（俗称“氟油氟油”），使之达到沸腾（约），使之达到沸腾（约215） 而蒸发，用高温蒸气来加热而蒸发，用高温蒸气来加热SMA 优点：优点：是焊接温度控制方便，峰值

14、温度稳定（等于工作液的沸点），因此更换产品化费的调机是焊接温度控制方便，峰值温度稳定（等于工作液的沸点），因此更换产品化费的调机 时间短（唯一需要调节的是传送速度），更适合于小批量多品种的生产。时间短（唯一需要调节的是传送速度），更适合于小批量多品种的生产。 缺点：缺点：不能对焊件进行预热，因此焊接时元器件与板面温差大，容易发生因不能对焊件进行预热，因此焊接时元器件与板面温差大，容易发生因“吸吮现象吸吮现象”而而 引起的脱焊，而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程中容易损失，而且污染环境引起的脱焊，而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程中容易损失，而且污染环境 Page 19 优点：优

15、点： 可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂的元器件；可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂的元器件； 可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条和增添某些元件，而无须对整个电路板加热；可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条和增添某些元件，而无须对整个电路板加热； 焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会使电路板翘曲焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会使电路板翘曲 焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层，所以焊点质量可靠焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层，所以焊点质量可靠 缺点：缺点： 激光光束激光光束宽度宽度调节不当调节不当时，会时，会损坏损坏相相邻邻元器件元器件； 虽然激光焊的每个焊点

16、的焊接时间最低仅虽然激光焊的每个焊点的焊接时间最低仅300ms，但它是但它是逐点逐点依次依次焊接焊接，而不是整体一次，而不是整体一次 完成，所以它比其它焊接方法完成，所以它比其它焊接方法缓慢缓慢 设备设备昂贵昂贵，因此生产，因此生产成本较高成本较高，阻碍了它的广泛应用阻碍了它的广泛应用 回流焊回流焊 4.激光回流焊激光回流焊 加热方式加热方式：激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是利用激光光束直接照射焊接部位而利用激光光束直接照射焊接部位而 产生热量产生热量使焊膏熔化使焊膏熔化, 而形成良好的焊点。而形成良好的焊点。 激光焊激光焊是对其它回流焊方式的是对其

17、它回流焊方式的补充补充而不是而不是替代替代，它主要应用在一些特定的场合。，它主要应用在一些特定的场合。 Page 20 第二章 焊料介绍 Page 21 常用焊料 焊膏：粉末焊锡+助焊剂 成分锡丝由锡和铅组成其比重通常为60:40或 65:35，另外还会有2的助焊剂(主要成为松香)。 注意没有助焊剂的锡丝称为死锡助焊剂比重 虽小但在生产中若是没有则不能使用。 焊锡丝焊锡条焊锡膏 Page 22 焊锡丝应用范围： 电脑主板，电脑周边，通讯产品，家用电器，医疗设备，电源板，UPS等 用途：熔点最低,抗拉强度和剪切强度高,润湿性好,适用于高档电子产品或高要求的电 子、电气工业使用。 产品说明： 1、

18、导电率、热导率性能优良，上锡速度快。 2、良好的润湿性能。 3、松香含量适中，操作时不会溅弹松香。 4、松香公布均匀，锡芯里无断松香情况。 锡丝线径：0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、2.0mm 焊锡条 - 焊锡经过熔解-模具-成品；形成一公斤左右长方体形状 1. 真空脱氧处理 2. 流动性大，润滑性级佳 3. 氧化渣物极少发生 有下列优点: （1）焊锡面均匀光滑、纯度及高、流动性好。 （2）湿润性及佳，焊点光亮。 （3）氧化渣物极少发生，适用于高要求的个种波峰或手工焊接程序 按纯度分为15%，30%，50%的三种规格锡条 锡丝锡丝/锡条锡条

19、Page 23 助焊剂助焊剂 帮助焊接的材料 H-01型松香助焊剂 组成： 松香 溶剂：异丙醇 活化剂 作用： （1）除去焊接表面的氧化物； （2）防止焊接时焊料和焊接表面再氧化； （3）降低焊料的表面張力； （4）有助于热量传递到焊接区。 Page 24 锡膏锡膏 锡膏由高纯度、低氧化性的球形合金焊料粉末与助焊剂（免清洗型助焊剂、 松香基型助焊剂、水溶型助焊剂）等微量化学助剂经过严格的生产流程研 制而成，产品种类多，化学稳定性好，适用于SMT电子组装工艺焊接、电 子元器件封装焊接、混合集成电路焊接、工业金属之间的焊接等。 锡膏优点锡膏优点 1.回流焊后残留物极少，具有极高的表面绝缘阻抗。 2

20、.连续印刷性及落锡性好，在长时间印刷后仍能与开始印刷时效果一致，不会产生微小 锡球和塌落，贴片元件不会偏移 3.印刷时具有优异的脱膜性,可适用于0.5mm到0.3mm的细间距器件贴装 4.溶剂挥发慢，可长时间印刷而不会影响锡膏的印刷粘度 5.具有极佳的焊接性能，可在不同部位表现出适当的润湿性，焊后残留物腐蚀性小 6.产品储存稳定性好，可在5-15温度下保存，有效期可长达7个月 7.回流焊时产生的锡球极少，有效的改善短路的发生。焊后焊点光泽良好，强度高，导 电性能优异 8.适用的回流焊方式：对流式、传导式、红外线、气相式、热风式、镭射式 Page 25 有铅锡膏与无铅锡膏区别？有铅锡膏与无铅锡膏

21、区别？ 有铅的熔点是183度,成分一般是Sn63/Pb37 无铅的熔点是217度,成分一般是Sn95.5/Ag4/Cu0.5或是Sn965/Ag3/Cu0.5 无铅锡膏里按温度分类，又分为低温锡膏/中温锡膏/高温锡膏 低温的熔点是139度 作业实际温度需求170-190 成分：Sn42/Bi58 中温的熔点是178度 作业实际温度需求200-220 成分：Sn64/Ag1/Bi35 高温的熔点是248度 作业实际温度需求268-302 成分：Sn96.5/Ag3/Cu0.5 产品零件耐温程度一定程度上决定着所用锡膏种类！产品零件耐温程度一定程度上决定着所用锡膏种类！ 注：无铅锡膏中，掺 铋元素

22、越高，则熔点 越低；掺金属银元素 越高，则焊点牢固性 越强，越不容易脱落 Page 26 低温锡膏：低温锡膏： 熔点为138的锡膏被称为低温锡膏，当贴片的元器件无法承受138及以上的温度 且需要贴片回流工艺时，使用低温锡膏进行焊接工艺。起了保护不能承受高温回流焊 焊接原件和PCB，很受LED行业欢迎，它的合金成分是锡铋合金。 优点特性： 1、熔点139 2、完全符合RoHS标准 3、优良的印刷性，消除印刷过程中的遗漏凹陷和结快现象 4、润湿性好，焊点光亮均匀饱满 5、回焊时无锡珠和锡桥产生 6、适合较宽的工艺制程和快速印刷 低温锡膏主要用于散热器模组焊接，LED焊接，高频焊接等等。 缺点：侧焊

23、点较脆，不易受振动，牢固性有限！ Page 27 中温锡膏：中温锡膏： 熔点为178，中温无铅锡膏焊接牢固性、综合性能较好，广泛用于无铅焊接工艺。 相对于锡铋无铅低温锡膏来说，增加了金属银的元素，可增强焊点的牢固性，使焊点 不易脱落。 优点特性： 1、熔点178 2、完全符合RoHS标准 3、优良的印刷性，消除印刷过程中的遗漏凹陷和结快现象 4、润湿性好，焊点光亮均匀饱满 5、回焊时少锡珠和锡桥产生 中温无铅锡膏广泛应用于高频头、插件PCB板、遥控器等对不能承受高温PCB板具 有良好的上锡性及焊接牢固度 特点：适用广泛，牢固性适中！ Page 28 高温锡膏：高温锡膏： 熔点为248，高温锡膏

24、焊接牢固性、综合性能最好，广泛用于高温环境焊接工艺中。 相对于锡铋无铅低温锡膏和一般的常温锡膏来说，增加的金属银的元素更多，大大增 强焊点的牢固性，使焊点不易脱落。 优点特性： 1、熔点248 300 2、适合在高温环境中进行焊接 3、高温锡膏应用上多为有铅制程 高温锡膏广泛应用于钢铁制造等对高温承受能力较高的材质器件，具有更好的上锡性 及焊接牢固度 特点：局限行业特殊性，牢固性很强！ Page 29 锡膏分类锡膏分类 低温、熔点低: Sn43/Pb43/Bi14 Sn42/Bi58 高温、无铅、高张力: Sn96/Ag4 Sn95/Pb5 Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 Sn95.5/

25、Ag3.8/Cu0.7 中温、高张力、低价值: Sn64/Ag1/Bi35 Sn63/Ag0.5/Bi36.5 Page 30 类别类别成份成份熔点温度熔点温度应用应用 含铅锡膏含铅锡膏Sn63/Pb37183 应用于各种电子产品（电脑板卡、消费类电子、通讯应用于各种电子产品（电脑板卡、消费类电子、通讯 产品、仪器仪表、汽车电子、视频产品等）组装焊接产品、仪器仪表、汽车电子、视频产品等）组装焊接 ，是应用最广泛的电子组装焊料。，是应用最广泛的电子组装焊料。 Sn62/Pb36/Ag2179 无铅锡膏无铅锡膏Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5217 应用于绿色电子产品组装焊接，是取代含铅焊料的

26、未应用于绿色电子产品组装焊接，是取代含铅焊料的未 来焊料，无铅焊料将应用在电子产品制造的各个工艺来焊料，无铅焊料将应用在电子产品制造的各个工艺 中。中。 附详表附详表 高温锡膏高温锡膏Sn10/Pb88/Ag2268 应用于半导体器件封装焊接、高温焊接工艺（多层电应用于半导体器件封装焊接、高温焊接工艺（多层电 路板焊接等）、高温工作下的元器件焊接等路板焊接等）、高温工作下的元器件焊接等 Sn5/Pb92.5/Ag2.5280 Sn5/Pb93.5/Ag1.5296 Sn5/Pb95301 低温锡膏低温锡膏Sn42/Bi58139 应用于低温焊接工艺（多层电路板焊接等）和无铅电应用于低温焊接工艺

27、（多层电路板焊接等）和无铅电 子产品组装焊接等子产品组装焊接等 Sn43/Pb43/Bi14144 Sn64/Bi35/Ag1.0172 不锈钢焊膏不锈钢焊膏特殊合金特殊合金280-320 应用于不锈钢材料制成的工艺品焊接，不锈钢片与其应用于不锈钢材料制成的工艺品焊接，不锈钢片与其 他材料（铜、锡、镀镍等金属）之间的焊接他材料（铜、锡、镀镍等金属）之间的焊接 按成分分类 按熔点分类 Page 31 系列系列ES-300ES-400ES-500ES-600ES-700ES-800ES-900 类型类型免洗锡膏免洗锡膏免洗锡膏免洗锡膏高温锡膏高温锡膏水洗锡膏水洗锡膏不锈钢焊膏不锈钢焊膏无铅锡膏无铅锡膏低温锡膏低温锡膏 合金合金 Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2 Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2 Sn10/Pb88/Ag2 Sn5/Pb92.5/Ag2.5 Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2 特殊特殊 合金合金 Sn96.5/Ag3.5 Sn96.5/Ag3/Cu0.5 Sn42/Bi58 Sn43/Pb43/Bi14 产品产品 特点特点 印刷性优，适应手印刷性优，适应手 工与机器高速印刷工与机器高速印刷 ，抗冷坍塌和热坍，抗冷