焊接及表面安装技术

1、第四章 焊接技术电子产品的电气衔接，电子产业中简单而脆弱的要素.本章内容44.1 焊 接 工 具 4.2 焊 接 材 料 4.3 电子工业消费中的焊接 4.4 外表组装技术 .一、常用安装工具 电子产品装配过程都离不开常用安装工具，正确有效地运用安装工具可以提高产品组装的效率。1. 尖嘴钳 2. 斜口钳 3. 平口钳 4. 剥线钳 5. 镊子 6. 螺丝刀 焊接工具4.1.二、电烙铁的种类 有25 W、45 W、75 W、100 W等。电烙铁功率越大，烙铁头的温度越高。外热式电烙铁 1. 外热式电烙铁焊接工具4.1.常用规格有20 W、30 W、50 W等几种。烙铁芯是用比较细的镍铬电阻丝绕在

2、瓷管上制成的，温度可达350左右。内热式 20 的电烙铁就相当于外热式 40 的电烙铁。内热式电烙铁升温快、分量轻、耗电省、体积小、热效率高。 2. 内热式电烙铁焊接工具4.1.将活塞式吸锡器与电烙铁熔为一体的拆焊工具。具有运用方便、灵敏、适用范围宽等特点。缺乏之处是每次只能对一个焊点进展拆焊。3. 恒温电烙铁 恒温电烙铁头内装有带磁铁式的温度控制器，控制通电时间而实现温控，便到达了控制温度的目的。4. 吸锡电烙铁焊接工具4.1.感应式电烙铁也叫速热烙铁，俗称焊枪。内部有一个变压器，这个变压器的次级实践只需一匝。通电时，变压器的次级感应出大电流经过加热体，使烙铁头迅速到达焊接所需求的温度。这种

3、烙铁加热速度快，普统统电几秒钟，即可到达焊接温度。 5. 感应式电烙铁焊接工具4.1.感应式电烙铁 基于感应式电烙铁的内部特点，所以对一些电荷敏感器件，如绝缘栅MOS电路，常会因感应电荷的作用而损坏器件。因此，在焊接这类电路时，不能运用感应式电烙铁。 焊接工具4.1.三、电烙铁的选用 普通的焊接应首选内热式电烙铁。 对于焊接大型元器件或直径较粗导线应选择功率较大的外热式电烙铁。 当焊接集成电路、晶体管、受热易损元器件或小型元器件时，应选用20 W内热式电烙铁或恒温电烙铁。焊接工具4.1. 当焊接导线及同轴电缆时，应先用45 W75 W外热式电烙铁，或50 W内热式电烙铁。 对于焊接一些较大的元

4、器件时，如变压器的引线脚、大电解电容器的引线脚、金属底盘接地焊片或照明电路的衔接时，应选用100 W以上的电烙铁。 焊接工具4.1.四、电烙铁的正确运用 (a) 反握式 (b) 正握式 (c) 握笔式 电烙铁的握法 焊接工具4.1.一、焊料 电子电路的焊接是利用熔点比被焊件低的焊料与被焊件一同加热，使焊料熔化(被焊件不熔化)，借助于接头处的外表的润湿作用，使熔融的焊料流布并充溢衔接处的缝隙凝固而焊合。焊接资料4.2.电子电路焊接主要运用锡铅合金焊料，也称焊锡。优点：(1) 熔点低。 铅的熔点为327，锡的熔点为232。而锡铅合金在180时便可熔化，运用25 W外热式或20 W内热式电烙铁便可进

5、展焊接。焊接资料4.21. 焊料的优点和组成.(2) 机械强度高。 锡铅合金的各种机械强度均比纯锡、纯铅的强度要高。(3) 外表张力小，黏性下降，增大液态流动性，有利焊接时构成可靠焊点。(4) 导电性好。(5) 抗氧化性好。 焊料在熔化时减少氧化量。焊接资料4.2. 由于锡铅焊料是由两种以上金属按照不同的比例组成的。因此，锡铅合金的性能要随着锡铅的配比变化而变化。常用的焊锡配比如下：(1) 锡60%、铅40%，熔点182；(2) 锡50%、铅32%、镉18%，熔点为145；(3) 锡33%、铅42%、铋23%，熔点为150。焊接资料4.2.焊料的外形有圆片、带状、球状、焊锡丝等几种。1) 管状

6、焊锡丝 常用的焊料是焊锡丝，内部夹有固体焊剂松香。这类焊锡适用于手工焊接。2) 焊膏 由焊料合金粉末和助焊剂组成，制成糊状物。焊膏能方便地用丝网、模板或点膏机印涂在印刷电路板上，是外表安装技术中的一种重要的贴装资料。2. 常用的焊料分类焊接资料4.2.二、焊剂 焊剂又叫助焊剂，普通由活化剂、树脂、分散剂、溶剂四部分组成。主要用于去除焊件外表的氧化膜，保证焊锡浸润的一种化学剂。 焊接资料4.2.1) 除去氧化膜除去氧化物与杂质的方法通常有两种，即机械方法和化学方法。机械方法是用砂纸、镊子或刀子将其除掉；化学方法那么是用助焊剂去除，助焊剂中含有氯化物和酸类物质，它能同氧化物发生复原反响，从而除去工

7、件外表的氧化膜。1. 助焊剂的作用焊接资料4.2.2) 防止氧化 助焊剂能在整个金属外表上构成一层薄膜，包住金属使其同空气隔绝，从而起到了加热过程中防止氧化的作用。3) 添加焊料流动，减小外表张力的作用4) 使焊点更光亮、美观焊接资料4.2.(1) 熔点应低于焊料。这样才干发扬助焊剂的作用。(2) 外表张力、黏度、比重应小于焊料。(3) 残渣应容易去除。焊剂都带有酸性，会腐蚀金属，而且残渣影响美观。(4) 不能腐蚀母材。(5) 不产生有害气体和臭味。2. 对焊剂的要求焊接资料4.2.助焊剂大致可分为有机焊剂、无机焊剂和树脂焊剂三大类。其中以松香为主要成分的树脂焊剂在电子产品消费中占有重要位置，

8、成为公用型的助焊剂。3. 助焊剂的分类与选用焊接资料4.2.(1) 无机焊剂 活性最强，常温下就能除去金属外表的氧化膜。但这种强腐蚀作用很容易损伤金属及焊点，电子焊接中是不用的。(2) 有机焊剂 具有较好的助焊作用，但也有一定的腐蚀性，不易去除残渣，且挥发物污染空气，普通不单独运用，而是作为活化剂与松香一同运用。 焊接资料4.2.(3) 树脂焊剂 主成分是松香。松香主成分是松香酸和松香酯酸酐。松香酒精焊剂是指用无水乙醇溶解纯松香配制成25%30%的乙醇溶液。优点没有腐蚀性高绝缘性能长期的稳定性及耐湿性焊接资料4.2.焊接后清洗容易，并构成膜层覆盖焊点，使焊点不被氧化腐蚀。为提高其活性，常将松香

9、溶于酒精中再参与一定的活化剂。但在手工焊接中并非必要，只是在浸焊或波峰焊的情况下才运用。松香反复加热后会被碳化(发黑)而失效，发黑的松香不起助焊作用。如今普遍运用氢化松香。焊接资料4.2.助焊剂的选用 应优先思索被焊金属的焊接性能及氧化、污染等情况。 铂、金、银、铜、锡等金属的焊接性能较强，为减少助焊剂对金属的腐蚀，多采用松香作为助焊剂，焊接时多采用松香焊锡丝。 铅、黄铜、青铜、铍青铜及带有镍层金属资料的焊接性能较差，焊接时，应选用有机助焊剂，要留意焊后的清洗问题。焊接资料4.2.三、阻焊剂 焊接中，特别是在浸焊及波峰焊中，为提高焊接质量，需求耐高温的阻焊涂料，使焊料只在需求的焊点上进展焊接，

10、而把不需求焊接的部分维护起来，起到一种阻焊作用。焊接资料4.2.(1) 防止桥接、短路及虚焊等景象的出现，减少印制板的返修率，提高焊点的质量。(2) 印制板板面部分被阻焊剂覆盖，焊接时遭到的热冲击小，降低了印制板的温度，使板面不易起泡、分层，同时也起到维护元器件和集成电路的作用。(3) 除了焊盘外，其他部位均不上锡，这样可以节约大量的焊料。 (4) 运用带有颜色的阻焊剂，可使印制板的板面显得整洁美观。1. 阻焊剂的作用焊接资料4.2. 阻焊剂按成膜方法，分为热固性和光固性两大类，即所用的成膜资料是加热固化还是光照固化。 目前热固化阻焊剂被逐渐淘汰，光固化阻焊剂被大量采用。 热固化阻焊剂具有价钱

11、廉价、黏接强度高的优点，但也具有加热温度高，时间长，印制板容易变形，能源耗费大，不能实现延续化消费等缺陷。2. 阻焊剂的分类焊接资料4.2. 光固化阻焊剂在高压汞灯下照射23分钟即可固化，因此可节约大量能源，提高消费效率，便于自动化消费。焊 接工具焊 接资料焊接资料4.2.焊接要求 1. 必需具有充分的可焊性2. 焊件外表必需坚持清洁 3. 运用适宜的助焊剂，焊点外表要光滑、清洁4. 焊接时温度要适当，加热均匀5. 焊接时间适当6. 焊点要有足够的机械强度7. 焊接必需可靠，保证导电性能 焊接资料4.2.质量好的焊点 焊点光亮，对称、均匀且与焊盘大小比例适宜；无焊剂残留物。手工焊接焊点质量分析

12、与规范焊接资料4.2.一、浸焊 浸焊是将装好元器件的印制板在熔化的锡锅内进展浸锡，一次完成印制线路板上众多焊接点的焊接方法。要求先将印制板安装在具有振动头的公用设备上，然后再进入焊料中。 此法在焊接双面印制电路板时，能使焊料浸润到焊点的金属化孔中，使焊接更加结实，并可振动掉多余焊料，焊接效果较好。 电子工业中的焊接4.3.需求留意的是: 锡锅浸焊，要及时清理掉锡锅内熔融焊料外表构成的氧化膜、杂质和焊渣。 焊料与印制板之间大面积接触，时间长，温度高，容易损坏元器件，还容易使印制板变形。通常，很少采用机器浸焊。 对于小体积的印制板假设要求不高时，可采用手工浸焊较为方便。电子工业中的焊接4.3.二、

13、波峰焊接技术 先进的有利于实现全自动化消费流水线的焊接方式，它适用于种类根本固定、产量较大、质量要求较高的产品;大、中型电子产品消费厂家在工业消费中所采用,特别是在家电消费厂家。波峰焊接分为两种：一种是一次焊接工艺；另一种是两次焊接工艺。电子工业中的焊接4.3. 在预焊过程中，将元件固定在印制板上，然后用刀切除多余的引线头(称为砍头)，这样从根本上处理了一次焊接中元器件容易歪斜和弹离景象。在一台设备上能完成二次焊接工序全部动作，故又称为顺序焊接系统。 波峰焊接的主要设备是波峰焊机。两者主要的区别在于两次焊接中有一个预焊工序。电子工业中的焊接4.3. 传送安装、涂助焊剂安装、预热器、锡波喷嘴、锡

14、缸、冷却风扇等组成。 波峰焊原理 1. 波峰焊机的组成及原理电子工业中的焊接4.3.2.波峰焊接的过程波峰焊根本工艺流程 电子工业中的焊接4.3.三、再流焊接技术 再流焊(亦称回流焊)，是预先在PCB焊接部位(焊盘)施放适量和适当方式的焊料，然后贴放外表组装元器件，经固化(在采用焊膏时)后，再利用外部热源，使焊料再次流动，以到达焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。电子工业中的焊接4.3.与波峰焊接相比，再流焊接技术具有以下特征:(1) 元器件遭到的热冲击小。(2) 仅在需求部位施放焊料，能控制焊料施放量，能防止桥接等的产生。(3) 当元器件贴放位置有一定偏离时，由于熔融焊料外表张力的作用，只需焊

15、料施放位置正确，就能自动校正偏离，使元器件固定在正常位置。(4) 采用部分加热热源，可在同一基板上，采用不同焊接工艺进展焊接。(5) 焊料中普通不会混入不纯物。电子工业中的焊接4.3.四、高频加热焊 利用高频感应电流，在变压器次级回路将被焊的金属进展加热焊接的方法。高频加热焊安装是由与被焊件外形根本顺应的感应线圈和高频电流发生器组成。五、脉冲加热焊 以脉冲电流的方式经过加热器在很短的时间内给焊点施加热量完成焊接的。电子工业中的焊接4.3. 外表组装技术(Surface Mount Technology, SMT)是现代电子产品先进制造技术的重要组成部分。 其技术内容包括外表组装元器件、组装基板

16、、组装资料、组装工艺、组装设计、组装测试与检测技术、组装及其测试和检测设备等; 是一项综合性工程科学技术; 在兴隆国家SMT已部分或完全取代了传统的通孔插焊技术。外表组装技术4.4.SMT的本质 是指将片式化、微型化的无引线或短引线外表组装元件/器件(简称SMC/SMD)直接贴、焊到印制电路板(PCB)外表或其他基板的外表上的一种电子组装技术。外表组装技术4.4.一、SMT的特点 与通孔插装技术(Through Hole Packaging Technology, THT)比较，SMT的特点：1. 组装密度高，体积小，分量轻 2. 电性能优良3. 可靠性高，抗振性能强4. 消费效率高，易于实现

17、自动化5. 本钱降低外表组装技术4.4.SMT技术也尚有一些待提高和处理的问题: SMC/SMD的种类、规格至今还不齐全，有些产量不大，故价钱比通孔插装元器件要高； 在国际上，目前尚无SMC/SMD的一致规范;受热后由于元器件与基板的热膨胀系数(CTE)不一致，易引起焊处开裂；单位面积功能强，功率密度大，导致散热问题复杂； PCB布线密，间距小，易呵斥信号交叉耦合; 塑封器件的吸潮问题。 SMT工艺外表组装技术4.4.二、SMT组装方式与组装工艺流程 大体上可将SMA分成单面混装、双面混装和全外表组装三种类型共六种组装方式 根据组装产品的详细要求和组装设备的条件选择适宜的组装方式，是高效、低本

18、钱组装消费的根底，也是SMT工艺设计的主要内容。 1. SMT组装方式外表组装技术4.4. 不同的组装方式有不同的工艺流程，同一组装方式也可以有不同的工艺流程，这主要取决于所用元器件的类型、SMA的组装质量要求、组装设备和组装消费线的条件以及组装消费的实践条件等。 2. 组装工艺流程外表组装技术4.4. 1) 单面混合组装工艺流程 单面混合组装方式有两种类型的工艺流程：一种采用SMC/SMD先贴法；另一种采用SMC/SMD后贴法。外表组装技术4.4.这两种工艺流程中都采用了波峰焊接工艺。外表组装技术4.4. 粘接剂涂敷容易，操作简单; 但需留下插装THC时弯曲引线的操作空间，因此组装密度较低; 插装THC时容易碰到已贴装好的SMD，引起SMD损坏或受机械振动零落。 为了防止这种景象，粘接剂应具有较高的粘接强度，以耐机械冲击。 SMC/SMD先贴法的工艺持点:外表组装技术4.4.2) 双面混合组装工艺流程 (略)。3) 全外表组装工艺流程外表组装技术4.4. 以上引见了几种典型的外表组装工艺流程, 在实践组装中必需根据S