手工焊接培训教材 (1)

1、Page 0of 36电子组装无铅手工焊接电子组装无铅手工焊接Page 1of 36主要内容主要内容1. 焊接基本原理介绍 a.焊接原理 b.相关术语介绍2. 焊接工具介绍与选择 a.烙铁介绍 b.烙铁头介绍3. 焊接方法介绍 两点加锡法焊接4.无铅焊接特性介绍Page 2of 36焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍科学分类 锡焊从学科分类属于钎焊学 所谓钎焊，简而言之，就是将比母材熔点低的金属材料融化，使其与母材结合到一起。锡焊就是采用锡-铅系焊料的钎焊。Page 3of 36 焊接是电子设备装备的重要工艺。焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。优秀的焊接质量，可为电路提供良好

2、的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，又是留下隐患，使设备不能正常工作。因此，了解和掌握必要的焊接操作技能是很重要的。焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍焊接质量的重要性Page 4of 36润湿：在焊接过程中，我们把熔融的焊料在被焊金属表面形成均匀、平滑、连续并且付着牢固的合金的过程，称之为焊料在母材表面润湿。润湿力：在焊接过程中，将由于清洁的熔融焊料与被焊金属之间接触而导致润湿的原子之间相互吸引的力成为润湿力。焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍润湿与润湿力Page 5of 36 在自然界中有很多这方面的例子，举例来说，在清洁的玻璃板上滴一滴水，水滴可在玻璃板上完全

3、铺开，这是可以说水对玻璃板完全润湿；如果滴的是一滴油，则油滴会形成一球块，发生有限铺开，此时可以说油滴在玻璃板上能润湿；若滴一滴水银，则水银将形成一个球体在玻璃板上滚动，这时说明水银对玻璃不润湿。焊料对母材的润湿与铺展也是一样的道理，当焊接不加助焊剂在焊盘上熔化时，焊料呈球状在焊盘上滚动，也就是焊料的内聚力大于焊料对焊盘的附着力，此时焊料不润湿焊盘；当加助焊剂时，焊料将在焊盘上铺开，也就是说此时焊料的内聚力小于焊料对焊盘的附着力，所以焊料才得以在焊盘上润湿和铺展。焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍润湿Page 6of 36熔化得焊料要润湿固体金属表面所具备的条件有两条：1、液态焊料与母材之间应能

4、互相溶解，即两种原子之间有良好的求和力。2、焊料和母材表面必须“清洁”。举例说明有哪些焊料和母材求和力不好？焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍润湿条件Page 7of 36表面张力与润湿力表面张力与润湿力 在焊接过程中，焊料的表面张力是一个不利于焊接的重要因素，但是，因为表面张力是物理的特性，只能改变它，不能取消它，在焊接过程中，降低焊料表面张力可以提高焊料的润湿力。表面张力：表面张力：表面张力是化学中基本概念，表面化学是研究不同相共同存在的系统体系，在这个系统中不同相总是存在着界面，由于相界面总是趋于最小化.（能量守恒定率）焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍边面张力Page 8of 36 减小表

5、面张力的方法1、表面张力会随着温度的升高而降低2、改善焊料合金成分（如锡铅焊料：随铅的含量增加表面张力降低）3、增加活性剂，可以去除焊料的表面氧化层，并有效地减小焊料的表面张力（助焊剂）4、采用惰性保护气体，介质不同，焊料表面张力不同。焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍减小表面张力Page 9of 36 润湿：熔融焊料在被焊母材表面扩展形成附着层 扩散：伴随润湿发生地物理变化 表面扩散：熔融焊料的原子在被焊母材表面地扩散 晶内扩散：熔融焊料扩散到母材晶粒中去的扩散 界间扩散：熔融焊料在母材晶粒界间的扩散 选择扩散：两种以上金属元素形成的焊料，只有一种扩散或 先扩散，称之为选择扩散冶金结合：焊接界

6、面形成固熔体或金属间化合物，其合金组织状 态、厚度决定焊点的强度和理化特性焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍名词介绍Page 10of 36 IPC7711 电子组件的返修 IPC7721 印制板盒电子组件的修理 IPCA610D 电子组件的可接收标准焊接基本原理介绍焊接基本原理介绍相关标准Page 11of 36 烙铁的种类 加热方式分：电加热和火加热两种。 操持方式分：手持式和自动机械手。 电烙铁的种类 加热结构分： 直接加热式和间接加热式焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁Page 12of 36直接加热式电烙铁 感应式或电阻式间接加热式电烙铁 外加热烙铁：采用电阻丝加热 内加热烙铁：

7、陶瓷加热芯焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁Page 13of 36 加热方式分：连续式加热和脉冲式加热 电源电压分：110V、220V36V等 输出功率分：大（200500瓦）、中（75150）、小（2070）功率电烙铁 是否控温分：温控和非控温电烙铁 是否防静电：防静电和非防静电电烙铁 使用工艺分：无铅和普通电烙铁焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁Page 14of 36 电烙铁的结构 烙铁头、加热组件、手柄、手柄连线、控制及调整系统以及输入电源线等 加热组件电热转换，为烙铁头提供热能。 手柄为操作者提供舒适而安全的使用手柄。 控调系统以控制烙铁头达到所设定之焊接温度，并保持其

8、稳定性。 烙铁头接受与储存热能并将焊接所需的热能或温度，迅速而有效地传递到所需的焊接处。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁Page 15of 36焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择我司烙铁种类Page 16of 361、输出电功率（耗电量） 6、烙铁头漏电电压2、电热转换率 7、电绝缘阻抗3、热容量 8、使用寿命4、最高焊接 温度 9、操作与维修性5、复热速率 10、价格 焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁的相关参数Page 17of 361、应与科研开发/产品设计、生产、返工/返修地工作性质相适应。2、应与备焊接点所需地热容量或焊接温度相匹配。3、电烙铁应热效高、升温快、复热性

9、好、焊接温度准确而稳定并漏电电压小。4、电烙铁头（形体）应与备焊接处所需地热容量焊接温度、焊点焊接面面积与密度、焊点所处地空间位向相适应。5、电烙铁的电气与机械性能应安全、可靠、操作舒适而方便，维护简便、经济性好（指使用寿命与价格）。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择电烙铁选择地原则Page 18of 361、烙铁头地形体粗细或质量（即重量）轻重应与被焊接处所需地热容量或焊接温度相匹配。2、烙铁头头部地几何形体（特别式其头部）应于被焊接的空间位相使用。3、烙铁头头部地几何形体应使其与被焊接处的接触面积位最大。4、烙铁头柄部应与所用烙铁身相匹配）即柄部地内劲或外经与烙铁身的配合应适宜而无松动）

10、。5、烙铁头其使用寿命应较长（如耐高温、耐腐蚀、不易磨损等）且价格适当。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择烙铁头Page 19of 36焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择我司烙铁头介绍Page 20of 361、应仔细阅读电烙铁的使用说明书2、电烙铁使用之前，必须检查电源线或接地是否良好3、通电之前，应检查供电电压与所用的电烙铁所用电压是否一致4、电烙铁一般使用温度不宜超过380/716F（若需更高者，也不宜超过400 /752F并时间不可太长）。且不使用之时，应及时断电。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择使用电烙铁应注意的若干问题Page 21of 365、正在使用地烙铁头其头部应经常

11、保持清洁和上锡；待焊或焊接中的烙铁头，头部（长度510 mm处）必须均匀沾涂上一层薄锡；切忌对表面有电镀层的烙铁头有粗砂纸或锉刀进行整修。6、要定期或适时地清除烙铁头、其内孔或外经上的氧化物与污染焦层。7、以选用中等活性（RMR)或免清洗（NC)的助焊剂为宜；切忌用卤素含量高或强酸性的助焊剂。8、对已通电加热的电烙铁应将其置于烙铁台架内，切忌随意乱搁放。9、清除烙铁头上的焊料时，应在潮湿的海绵上轻轻擦拭，切记不可以用力敲击、摔打手柄等动作。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择使用电烙铁应注意的若干问题Page 22of 3610、焊台上使用清洁海绵中的水分不宜过多，否则，影响烙铁头温度和降低使

12、用寿命。 怎么衡量水分是否过多？11、在无铅制程中，由于烙铁的温度较高，容易造成烙铁头的快速氧化等，应经常对烙铁头上锡，或通过TIP TINNER 进行上锡都可。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择使用电烙铁应注意的若干问题Page 23of 361、焊锡丝中助焊剂的选择 2、焊锡丝直径的选择：焊锡丝直径的大小直接关系着焊接时间和工作效率，对产品的质量具有关键性作用。 3、焊锡丝合金成分的选择：依据不同的制程工艺而无铅合金或其他特殊合金。焊接工具介绍与选择焊接工具介绍与选择焊锡丝的选择：Page 24of 361. 耐心：要想获得良好的结果，必须牢记。2. 热的施加：不正确的加热方法将导致导线

13、以及焊点的严重损伤。3. 表面涂层的清除4. 完善的工作台5. 合适的照明：工作台面光照读最小应该达到1000流明（Lm/m2).6. 焊接工具：需要各种各样的包括特殊应用的焊接工具，以适应不同的任务，这些工具必须温控、ESD/EOS保护、人性化设计、多种不同可更换的烙铁头以适合具体操作要求7. 烟雾排放8. 清洗工艺的选用焊接方法介绍焊接方法介绍焊接必备Page 25of 361、钎焊焊料能够充分流动与润湿的温度（即较理想的焊接温度）应大约高于焊料熔点温度（15.571.9）。 2、锡铅焊料较理想的焊接温度应大约高于锡铅焊料熔点度 （2060） 3、手工锡焊要获得优质焊点，其焊接处的温度不应

14、高于焊料熔 点30 或100 F，焊接时间应小于5秒 4、烙铁头与焊接设备实际所使用的焊接温度，绝不等同与能形成焊点所需的理想的焊接温度。5、在确保焊点质量的前提下，能低勿高。6、应将焊接时所可能发生的各类热损耗所引起的温度下降值的热补偿都充分地估算在内。 焊接方法介绍焊接方法介绍焊接温度Page 26of 36操作者姿态操作者姿态 操作者的面部与烙铁之间相对位置应保持3050cm。焊接方法介绍焊接方法介绍Page 27of 36采用两点加锡法： 1、在烙铁头和被焊接件间加焊锡，形成热桥。 2、移动焊锡丝到烙铁头的对面，继续加注焊料，达到满意的焊点后成45度离开。焊接方法介绍焊接方法介绍推荐的

15、理想焊接方法Page 28of 36 无铅焊料并非焊料中100不含铅 在有铅焊料中，铅是焊料中主要的合金成分而在无铅焊料中铅则成为一种杂质金属元素。 目前所公认的无铅焊料是值焊料中的铅金属元素的含量小于0.1w（即1000ppm）者无铅焊接特性介绍无铅焊接特性介绍无铅焊料的定义Page 29of 361、无铅焊料的熔点一般比有铅焊料高40左右（如Sn-Ag-Cu为217 ）。2、无铅焊料表面张力大、流动性差。3、无铅焊料的润湿比有铅焊料差4、无铅焊料氧化速度快。5、外观呈现出粗糙、灰暗的特征。6、THT工艺中的主要易出现焊料的边缘起翘。无铅焊接特性介绍无铅焊接特性介绍无铅焊料的基本特性Page

16、 30of 361、正常的无铅焊点2、无铅焊接中的冷焊点的特征3、无铅焊接中的受扰焊点所具有的特征无铅焊接特性介绍无铅焊接特性介绍注意区分无铅焊接焊点Page 31of 361. 选用功率更大些，热导更高些。复热更快些的电烙铁（相对有铅焊接所用电烙铁而言）。2. 选用热容量大而散热慢的烙铁头（如形体粗些，短些的烙铁头）或更耐腐蚀的长命烙铁头。3. 选用直径细些或注焊剂芯大些（或多芯）的无铅焊锡些。4. 适当地增加焊接时间。5. 焊接中应更勤快地清除烙铁头表面的氧化层与污焦面。6. 对PCB板或无铅焊锡丝进行适当地预热。7. 在氮气保护下进行焊接。8. 对员工进行有关无铅焊知识与技能培训。无铅焊接