手动上锡教育培训课件

上锡上锡技能认定

教育培训资料上海XXXX精密马达有限公司生产技术科VER.2

2013/07/071/17１：上锡上锡是：被上锡部分金属经烙铁加热，由于【毛细管现象】(注１参照）及【沾湿】（注２参照）现象，被熔化焊锡流动渗入，使之在被焊接金属与焊锡间部分地结合形成【合金】而接合。另外在JIS的定义是“金属和金属结合，利用焊锡合金,母材（被焊接物）不被熔融的结合方法"。一般来说，在铜(Cu)和焊锡（锡铅/SnPb）间有3～９um金属化合物（SnCu）生成接合。因此，焊接时并不是被焊接部也一起被熔化而接合，没有“焊锡越多附着越好”这种说法・・简而言之，３～９um金属間化合物可理解为焊接后的心脏。

注１：毛细管现象将干的抹布一半浸入水桶，另一半放到桶外，慢慢地水被吸往抹布纤维间，通过抹布转递，水会滴落在桶外。这同表面张力一样，液体分子间相互吸引排斥，尽可能减少与空气接触表面积引起的现象。注２：沾湿

当金属上锡时,若焊锡不适应被上锡金属，那么不可能进行上锡。这个性质叫沾湿性[wetting]。根本焊锡和基本金属（被焊接金属）的物性是主要原因，被上锡表面被油脂等污染、上锡温度不足、Flux（松香等）量不足等因素也有影响。2/17２：焊锡

平常我们所说的焊锡是锡（Ｓｎ）与铅（Ｐｂ）的合金，从无铅焊锡被使用起称之为共晶焊锡。（为了便于区分）这个合金性质与单一的锡、铅的性质不同。

例如：锡100%时温度必须到232℃才能被熔化，铅100%时温度必须到327℃才能被熔化・・。但是锡含量約６３％（重量比）的铅合金焊锡即使在较低温度183℃时也可被熔化・・。好比如水在０℃时凝固变成冰，将盐溶于水后，水即使在0℃以下也没变成冰。这就是由于盐溶解于水中后，水的凝固点变低所致，同样地金属混合后也会发生这种现象。下面，为了更好地说明共晶焊锡，以Sn-Pb2元系状态图举例说明。简单地说，在2种或3种金属间，最低温度熔化、配合称之为共晶合金。比如说，装入大豆的容器及装入米的容器，将这些大豆及米并入一个容器，就这样的话大豆和米没有被混合。如果摇晃的话，（这个摇晃给与的能量同通过电烙铁头传递施加热量相当・・）会有米均等地填充于大豆间隙间的印象。可以理解为：锡与铅原子分散组织两者之间，充分地科学的反应发生后，机械地混合。共晶的这些说法作为知识掌握。

3/17４：松香Flux

松香是非常重要的。手动上锡是如何使用Flux让焊锡悬挂着的，说是关于电烙铁的操作其实也是使用Flux的操作，并不言过其实。松香的主要功用有：①科学地除去金属表面和熔化焊锡表面的氧化膜和污物表面洗浄作用②降低焊锡表面张力，使粘性变弱，焊锡的沾湿很好(流动)③烙铁头碰触期间，覆盖金属表面，防止金属的再氧化。等等，3点。Flux的熔点约为90℃，于焊锡先被熔化，对被焊接金属表面清洗。另外，Flux有很多种，通常使用的Flux是由松yani等植物性天然树脂里添加药品制成。如果是初学者上锡作业，注重的是：焊锡丝末端接触已经加热的烙铁头，然后让焊锡丝熔化。这样做的话，Flux由于高温被很快变成蒸汽变成了烟，①②③的工作也随之蒸发了。Flux没有了，焊锡马上被氧化，浓厚地满满地完全流掉了。焊锡丝所含Flux很少，而且因为连续不断蒸发发挥那个性能是仅仅的1～2秒。在这么短的时间内要熔化理想的量焊锡达到理想的形状。这是很难的，一般熟练者做得好的方法是：焊锡丝分2次供给。先熔化8成左右焊锡丝，等焊锡形成近乎理想形状后，为了追加Flux，再将剩下2成熔化供给完成焊接，这就是焊接的技巧。薯焊接等焊接不良的修正方法也是供给少量焊锡丝以追加Flux，这种方法比较普通。其它方法，Flux直接涂布使用这种方法也有。使用小的笔或者市场上卖的笔状物蘸Flux涂布。在基板上插件上锡时，尤其是对于比较小的插件上锡时，因焊锡需要量少，故不能供给充分的Flux。因此为了补充供给Flux，先在基板焊盘处涂布Flux，或在上锡不良修正时涂布Flux。但是，请注意以下几点：i：Flux对母材金属可能有腐蚀性；Ii：随着时间流逝，会吸收空气中的湿气，使绝缘电阻劣化，会产生漏电；iii：有毒气体、恶臭也会发生基于这些理由，为了让Flux不成为其它不良发生的原因，使用时要控制Flux必要最小限度使用量。至于特别的生Flux（加热也不会活性化的Flux），洗净除去是很有必要的。5/17５：上锡所不能的另外，因上锡不是焊接，您无法期望达到很大的机械强度，终究只能认为：这仅是为了电气的导通的接合。因此，上锡后不能施加压力，如果开裂的话，会产生导通不良，会发生过热、冒烟，并且会伴有火花飞溅。这样说来，上锡后用钳子切断长导线是不可以的，正确的话是在上锡之前将导线切断。

６：电烙铁电烙铁是将基板、部品的端子、导线等被焊接母材和焊锡丝加热至指定温度（如240~250度）的工具。但是，母材及焊锡的温度上升与烙铁的功率数、烙铁头形状及母材的大小、形状等全然不同。一般来说，母材大的物件上锡使用热容量大的烙铁，小的母材焊接使用热容量小的烙铁，（注3：热容量——参照下面）电烙铁“大不兼容小”，选择正好适合的电烙铁规格是很重要的。如果可能，在上锡时，烙铁头接触母材时间短，若想作业性和部品破坏防止更好些，考虑烙铁头温度、烙铁头形状，进行选择。６－２：电烙铁使用注意点①烙铁头温度很高，皮肤接触的话会烫伤。另外，焊锡熔化凝固后到1分钟这段时间内也还有可能是高温，必须注意此时也不要去接触它。②同样，因为电烙铁是高温的，故必须放置到所定的烙铁台。不要将之放置到工作台上、烟灰缸里等，防止酿成事故。③使用完成后，烙铁头上保留少量焊锡然后切断电源。这样做可以防止烙铁头氧化延长使用寿命。6/17注３：热容量

热容量是物理用語，简单说来，像与水等一样地作为热(度)、量(体积)样子考虑。一般印象，活心铅笔芯这个容器与开水，假定如果几乎没有开水，可以说活心铅笔芯这个容器热容小；如果要是有10cm方形铁容器的话，因10cm方形铁容器有很多开水，故可以说热容大。因此，热容量大的东西难加热也难变冷，热容量小的东西瞬间可很热，变冷也是很快。７：上锡完成状态

１：上锡OK例２：上锡NG例上面的照片是在相同的基板上的上锡焊接，应该是不同的。上锡主要部分就可以说明，上锡重要的是如何制作铜和锡的合金层，上图右面例子就是初学者为了提高上锡强度而做的。良好的上锡是，外观闪亮有光泽，形状就像富士山一样地是往下摆扩大，称呼这个下摆扩大的形状为“下垂倾角”，此词是在上锡业界必定出来的言词。上面右面的照片初看上去很结实，实际上导线和焊锡没完全适应且没形成合金层。因此，随着时间的流逝，实际电流流动最终会引起导通不良、部品脱落等不良。

7/17这张照片是一般的导线上锡，基本来说，不管那种部品，导线或端子的形状是可见的，这也是上锡的基本。不明白形状就上锡会形成薯上锡，所以要擅长调整焊锡丝的量。参见下面所画简图。８：上锡不良因用人的手进行上锡作业，会有很多不良情况发生。单纯的不仅仅是在工作中零部件（安装）错误的问题，也是电烙铁和烙铁头的选定错误等各种各样的主要原因。下面是一般的不良症状和原因対策，请参考。8/1710/17烙铁头与电烙铁接触，烙铁头的形状也很重要，结合上锡对象物形状进行选择。如果可能，想很大效率地预热上锡对象物的接触面积，要想选择相当1次就能达到最佳的烙铁头是很困难的。只是想改变烙铁头，「哪个？」那样的工作就变得简单了。因为根据烙铁头的形状热容量也很大地不同，具有几种电烙铁、各种各样形状烙铁头的话，成本低廉，应用范围也可扩大。例如，放入浴缸洗澡的水同于想要上锡的母材，注入热水浴缸里的水变成温水，热水注入后的热水瓶同于电烙铁。在这里，洗澡浴缸的热容量与浴缸的大小成比例，如果是小的浴缸，少量的热水就可变暖和，要是大的浴缸，不注入大量的热水，水就不可能暖和。另外，热水瓶的热容量与其大小也成比例，大的热水瓶能够提供较多热水。这里的热水瓶口相当于烙铁头。粗的瓶口一口气很快就可将热水倒完，细的瓶口的话只能微微地花很长时间才能倒完。对大的浴缸，从花砖和水面开始连续不断地将热散掉，微微地注入热水，到什么时候水的温度也不上升。反过来，一口气注入过多的话，洗澡的人会被热飞起来。可以知道：要正好热水的温度，热水瓶口(烙铁头形状)难道不是很重要的吗？９：烙铁头12/17１１：吸烟机

吸烟机与上锡没有直接关系，但吸烟装置是必需品。上锡时应该会有很多烟散发出来，这个烟是Flux蒸发后的东西，因Flux中含有对人体有害物质，不注意吸入的话，马上喉咙疼痛，在人体里铅的成分也会积蓄而危害身体。房间的换气当然是很必要的。产生的烟是从下往正上方升，无论如何烟会向上锡作业人员脸上升，为了防止吸入烟，需要使用局部换气吸烟机。另外，在上锡作业完成后必须要对吸烟机清扫。１２：烙铁头清扫烙铁头清扫是去除付着在烙铁头上的焊锡和Flux的氧化物。这个氧化物就这样付着在烙铁头上，上锡作业的话会带来各种各样的恶劣影响，会变成上锡不良的主要要因。因此，上锡作业1次后必须对烙铁头清扫。烙铁头清洗工具：主要有海绵类型的东西和钢丝绒状的东西。海绵类型的东西吸水使用，水以很轻地绞了的状态使用。对初学者，有刚刚没过来的样子地吸水的人，因为到近360度温度上升，持续不断蘸水，会突然把烙铁头的温度下降，热冲击也会很快地将烙铁肉消耗掉。另外，因为烙铁头温度回复变化，作业所用时间加长，作业性也不好。V形切割和○孔开口形状海绵较容易将上锡氧化物消除，请使用这种形状海面。对钢丝绒状的东西来说，表面涂有Flux。因不使用水，对减少烙铁头温度下降有利。但是，说不定也有觉得这种方法除去烙铁头氧化物费事的人。14/17１３：烙铁头温度烙铁头温度是按照上面照片那样用烙铁头温度计来测定。使用铬合金/铝合金热电偶来测量温度。一般来说，上锡时电烙铁温度设定：共晶焊锡时340～380度C，无铅焊锡时360～400度C。但，实际作业时，也没有焊锡温度与烙铁头温度变得相同这种说法。焊锡温度要上升需要花一定时间，若烙铁头接触时间短的话，焊锡温度并不上升。一般烙铁头温度低的电烙铁上锡比较花费时间，高温电烙铁上锡作业时间可以很快，烙铁头温度很高的话，焊锡丝中管状Flux瞬时蒸发发生微小爆炸，焊锡飞散，因此，烙铁头设定合适的温度对保证产品品质也是很重要的。

还有，电烙铁温度调节器温度刻度或显示温度未必正确，故为了对温度进行管理控制，还是要依据烙铁头温度计。（最近出来的附有热电偶的烙铁头，也有相当准确的）注４：热电偶利用Zapecc作用现象进行温度测定。金属的温度上升的话,根据金属原子的格子振荡自由电子的潜在力变化。给予这个温度倾斜有比例的热起电力。这个热起电力，因根据金属会有不同,2种不相同的金属存在温度差有2点的话，在两端有与温度差成比例的电位差出现，测量这个电位差应该作为温度表示。此时使用的电线状金属线2根两端焊接的线称之为热电偶。15/17１４：导线上锡可是，及至那儿的预处理变得很重要。作业顺序追加说明。１：剥线（约３ｃｍ）束起来的铜线是导线的芯线，1根也不要切断，且剥线时不要损伤。一般修理用的话１～２根被切断也没有多大问题。（如果断了，切断重做，但过度的话会变得太短。）剥线使用线冲孔模板、钳子和刀等。例如，如果是使用刀来剥线,刀刃轻轻地接触导线弯曲成U形的地方，注意不要碰到芯线，然后这样将导线绝缘层切断。单芯导线的话很容易将绝缘层剥离，故很简单。２：拧导线芯线

在一半被剥（竹环状绝缘层一半被拔除状态）地方，一边拔绝缘层一边捻。这样做是为了手不接触到芯线，不会将手上的油分付着在芯线上。３：芯线缠绕到上锡端子上（缠上)这是很重要的。芯线穿过空端子孔，缠绕1周以上。（参照图）缠绕时尽量让端子与芯线帖实、拉紧缠绕。（这是为了有良好的导通）。咔哒咔哒动的话是不行的。用尖头钳或镊子将之确实缠紧，稍微拉紧只要不再动就OK。请知道：不是焊锡被电气导通，而是端子和芯线接触使之导通。４：导线上锡焊接。在上锡１・２・３・４中已经说明，利用电烙铁充分地将端子及芯线加热。充分加热的母材一碰到焊锡丝，由于表面张力作用，焊锡被吸入。端子孔填满程度的量供给焊锡，但是上锡后要能看得出芯线形状（轮廓）。焊锡丝停止供给后，继续观察端子上焊锡驯染状态，漂亮的fillet被形成时脱离电烙铁。５：焊锡凝固前不能动（碰触）

好不容易才顺利地完成上锡作业，如在凝固中施加应力，就会变成开裂上锡不良了。16/17关于插件部品焊接，作业顺序以下说明。１：插件部品焊接，基板焊盘1个地方（端子多的场合2个地方）微量预备上锡。（真的是微量，与形成薄薄的焊锡膜差不