手焊锡-培训教材

手工焊接

培训教材龙小军2013-3-8.目录焊接的三大要素什么是焊接？有关加入助焊剂的焊锡线有关焊接烙铁焊接前的准备焊接

加热的方法

助焊剂的作用

合金层的形成

焊接量

检查

种种不良的实例

培训

2.焊接的三大要素及管理项目焊接清浄加热焊接清扫金属表面清扫焊接机器清扫有关的辅助器械烙铁的加热方法加热温度加热时间焊锡线的供给方法烙铁的撤出方法良否判断3.什么是焊接？用焊锡把金属和金属接合起来。焊锡与金属变为合金而接合起来。为了焊接，热量、焊锡、助焊剂是必要的。4.软钎料的种类（按形状）钎料条主要应用于波峰焊。钎料丝主要应用于手工软钎焊。钎料膏主要应用于自动化再流焊。钎料带主要应用于波峰焊。钎料球主要应用于BGA、CSP封装。5.加入助焊剂的焊锡线焊锡的种类

线径焊锡的名称

0.5φ~1.6φ

确认焊锡的种类。（根据焊接的地方，使用不同的焊锡线）合金组成Sn/Ag/Cu手工作业使用的焊锡线6.含助焊剂的焊锡线的构成

助焊剂焊锡合金注意Sn-Pb系PbFree系7.温度调节器根据作业内容不同设定不同温度作业前必须确认温度。烙铁头搁置处清洁用的海绵清洁烙铁头的赃物。海绵必须含水。焊接烙铁焊锡烙铁无铅焊锡设计的烙铁使用时应该特别注意。烙铁﹕烙铁是我们人工手动焊接使用的工具它的好坏关系我们焊点的好坏8.焊锡烙铁1﹒烙铁的种类﹕(1)按功率分为﹕低温烙铁﹑高温烙铁和恒温烙铁。

A.低温烙铁通常为30W﹑40W﹑60W等主要用于普通焊接。

B.高温烙铁通常指60W或60W以上烙铁﹐主要用於大面积焊接﹐例如﹕电源线的焊接等。

C.恒温烙铁又可分为恒温烙铁和温控烙铁(温控烙铁可以调节温度)温控烙铁主要用於IC或多腳密集元件的焊接﹐恒温烙铁則主要用於CHIP元件的焊接。(2)按烙铁头分为﹕尖嘴烙铁﹑斜口烙铁﹑刀口烙铁。

A﹒尖嘴烙铁﹕用於普通焊接。

B﹒斜口烙铁﹕主要用於CHIP元件焊接。

C﹒刀口烙铁﹕用於IC或者多脚密集元件的焊接。9.焊锡烙铁2﹒烙铁功率与温度的关系﹕

15W280℃----400℃20W290℃----410℃25W300℃----420℃30W310℃----430℃

40W320℃----440℃50W320℃----440℃60W340℃----450℃10.Weller(WSD81)Llab(SGS-2005L)PACE(HW100)HAKKO(FX-951)TPK(AS-300A)3.以下5款焊台都符合RoHS要求。焊锡烙铁11.焊台发热结构焊咀银材质导热体铂金温度传感器发热体AS-300A(分体)FX-951,HW100(陶瓷整体)SGS-2005L(陶瓷分体)WSD81(分体)焊咀银材质导热体铂金温度传感器发热体12.烙铁的手持方法握笔型一般作业全部握住型大部品时作业13.焊锡线的手持方法连续作业时可以间断供给锡线间断作业时不可以间断供给锡线14.清洁的方法通常海绵都含适当的水过多过少都不可以把海棉切成V字型或圆孔等在切口处清洁烙铁尖如果清洁方法不正确、助焊剂会变成炭化物付着在烙铁尖上,易产生锡渣。烙铁的导热性变差,造成不良的原因无铅焊接时清洁次数增加。15.清洁时的温度下降温度下降温度回升水量过多时温度大幅度下降,温度回升需要很长時間良好的状態为温度回升快,能够安定作業作业的温度范围３５０℃±１５℃（例）16.焊接要求：温度设定350℃，使用φ0.8无铅锡线连续点焊25PIN连接器，焊点面积约1.5mm放大图温度最大跌落38℃，平均焊接为317.8℃。焊接25个点用时66sec,平均2.64sec/1点。连续焊接的回温曲线成水平，回温的速度良好。25PIN连接器焊接位置焊接时的温度下降17.由于天线头属铜制材料散热非常快，而且体积大；在焊接过程中使用普通焊台(936)设定温度在430℃，测量焊接温度最大跌落123℃，平均焊接温度为347.2℃。为了确认无铅焊台焊接天线头效果，在相同条件下进行各焊台的焊接曲线对比确认。天线头PCB焊接位置HAKKO936(使用刀头焊咀)温度最大跌落123℃，平均焊接为347.2℃。焊接4个点用时49sec,平均12.25sec/1点。焊接时的温度下降18.焊接要求：温度设定420℃，使用φ0.8无铅锡线连续点焊天线头，焊点面积约3.5mm。WSD81(使用刀头焊咀)温度最大跌落104℃，平均焊接为353.4℃。焊接4个点用时46sec,平均11.5sec/1点。温度最大跌落66℃，平均焊接为362.1℃。焊接4个点用时35sec,平均8.75sec/1点。WSD81(使用SK1352B焊咀设定400℃焊接)SK1352B焊咀（加粗）普通焊咀焊接时的温度下降19.烙铁头使用及保养1.进行焊接工作前

必须先把清洁海绵湿水，再挤干多余水份。这样才可以使烙铁头得到最好的清洁效果。如果使用非湿润的清洁海绵，会使烙铁头受损而导致不上锡.20.烙铁头使用及保养

2.进行焊接工作时

以下焊接的顺序可以使烙铁头得到焊锡的保护及减低氧化速度21.5步法图示准备加热用烙铁给焊接部位加热插入烙铁熔入适量焊锡线拔出焊锡线拔出烙铁焊锡线烙铁如果母才加热不充分，即使把焊锡熔化也不能焊接不上。（烙铁不是熔化焊锡的工具而是给母才加热的工具）烙铁头使用及保养22.烙铁头使用及保养

3.进行焊接工作后

先把温度调到约250°C，然后清洁烙铁头，再加上一层新锡作保护。(如果使用非控温焊铁，先把电源切断，让烙铁头温度稍为降低后才上锡。)23.烙铁头使用及保养

4.注意事项

a.尽量使用低温焊接

高温会使烙铁头加速氧化，降低烙铁头寿命。如果烙铁头温度超过470°C，它的氧化速度是380°C的两倍

b.勿施压过大

在焊接时，请勿施压过大，否则会使烙铁头受损变形。只要烙

铁头能充份接触焊点，热量就可以传递。另外选择合适的烙铁头也能帮助传热。24.烙铁头使用及保养

C.经常保持烙铁头上锡

这可以减低烙铁头的氧化机会，使烙铁头更耐用。使用后，应待烙铁头温度稍为降低后才加上新焊锡，使

镀锡层有更佳的防氧化效果。

d.保持烙铁头清洁及即时清理氧化物如果烙铁头上有黑色氧化物，烙铁头就可能会不上锡，此时必须立即进行清理。清理时先把烙铁头温度调到约250°C，再用清洁海绵清洁烙铁头，然后再上锡,不断重复动作，直到把氧化物清理为止.

25.烙铁头使用及保养

e.选用活性低的助焊剂活动性高或腐蚀性强的助焊剂在受热时会加速腐蚀烙铁头，所以应选用低腐蚀性的助焊剂。注：切勿使用沙纸或硬物清洁烙铁头f.把焊铁放在焊铁架上

不需使用焊铁时，应小心地把焊铁摆放在合适的焊铁架上，以免烙铁头受到碰撞而损坏26.烙铁头使用及保养g.选择合适的烙铁头

选择正确的烙铁头尺寸和形状是非常重要的，选择合适的烙铁头能使工作更有效率及增加烙铁头之耐用程度。选择错误的烙铁头会影响焊铁不能发挥最高效率，焊接质量也会因此而减低。烙铁头之大小与热容量有直接关系，烙铁头越大，热容量相对越大，烙铁头越小，热容量也越小。进行连续焊接时，使用越大的烙铁头，温度跌幅越少。此外，因为大烙铁头的热容量高，焊接的时候能够使用比较低的温度，烙铁头就不易氧化，增加它的寿命。短而粗的烙铁头传热较长而幼的烙铁头快，而且比较耐用。扁的、钝的烙铁头比尖锐的烙铁头能传递更多的热量。一般来说，烙铁头尺寸以不影响邻近元件为标准。选择能够与焊点充份接触的几何尺寸能提高焊接效率27.烙铁头之选择1.大小

i)焊点之大小

跟据焊点之大小选择合适的烙铁头能使工作更顺利。烙铁头太小，温度不够。太大，会有大量的焊锡溶化，锡量控制困难。ii)焊点密集程度

在较密集的电路板上进行焊接，使用较幼细的烙铁头能减低锡桥之形成机会。2.

形状

i)焊接元件的种类

不同种类之电子元件，例如电阻，电容，SOJ芯片，SOP芯片，需要不同烙铁头之配合以提高工作效率。ii)焊点接触之容易程度

如焊点位置被一些较高之电子元件围绕而难于接触，可使用形状较长及幼之烙铁头。iii)锡量需要需要较多锡量，可使用镀锡层表面面积较大之烙铁头.28.焊接时正确的姿势ＧｏｏｄＮＧ２０ｃｍ以上危险的姿势29.确认使用的焊锡线物料编号与要求相同确认焊接用的烙铁符合产品温度及特性要求

(特性：HS/HSF/无镉产品专用)确认清洁用的海绵加水状态

(加水海绵要湿透，提起海绵不可有水滴落)焊接时的姿势正确(作业台面与作业员眼睛距离保持20cm以上)作业前检查要点30.作业前检查要点电烙铁属高风险设备(通用并传质),在使用前必须确认是否与产品要求相符，HS(有害物质)、HSF(非有害物质)及无镉产品使用的电烙铁和焊锡不可以混用，电烙铁应有xxx产品专用标识，没标识的电烙铁也不可使用。31.加热的要点根据焊点设计的不同，使用的方法也不同利用烙铁中部加热在大的绿油上将烙铁移动而迅速大面积加热32.焊锡的延展未延展未焊接上延展开焊上了用焊锡与母材的接触角度来判断①②③④33.焊锡的延展在导线和绿油上也延展了.表面有光滑和光泽无空洞,表面不粗糙导线处焊锡未延展粗糙的表面ＧｏｏｄＮＧ34.无铅焊锡的特征没有铅的配合。溶点高。作业性差,延展性差焊接后焊接表面与以前不同。强度加强。无铅焊锡的特征：项目有铅无铅焊锡组成63%Sn+37%Pb（铅占37%）96.5%Sn+3.0%Ag+0.5%Cu（无铅成分）融点固体温度１８３℃液体温度１９０℃固体温度

２１７℃液体温度

２２０℃有铅与无铅焊锡差别35.焊锡的延展性63%Sn+37%PbPbFreeSn+Pb的焊锡延展性都很好,焊锡表面光泽。PbFree的延展性都很好,一般用无铅的时候在表面上出现白色而粗糙。PbFree36.焊锡的表面Sn63焊锡PbFree焊锡焊锡量少中多光滑且有光泽的表面白色粗糙的表面白色部分并不是不良的现象。PbFree37.助焊剂的作用去除氧化膜去除金属表面的氧化膜使焊锡延展开防止再氧化盖住除去氧化膜的地方进行加热防止再氧化降低表面張力降低焊锡表面張力，让焊锡延展形及焊锡的表面使焊锡的表面顺利地形成防止连焊等情况FLUX氧化膜焊锡38.软钎焊过程中毛细现象的应用软钎焊前软钎焊后钎料39.扩散和溶解（合金层的形成）合金的扩散和溶解形成合金层良好的合金层危险的状态扩散溶解金属间化合物增长由于吃铜现象的发生使线变细加热过度薄且均匀的合金层Ｓｎ＋ＰｂＣｕ合金层40.试验结果（QA实验前）RS产品排插切片确认OK50倍200倍100倍铜引脚焊锡PCB焊锡PCB铜引脚41.试验结果（QA实验后）RS产品排插切片确认OK200倍100倍50倍42.焊接合适的温度？

母材温度＝焊锡合金的熔点＋４０～５０℃

Sn63%Solder(190℃）＋40~50℃＝230~240℃

PbFree焊锡M.P+30～40℃即可

Sn-3.0Ag-0.5Cu（217℃～220℃）・・・・240～250℃因为母材都是２个以上，所以要同时升温。２个母材的材质、形状、尺寸都不相同,所以同时升温是很困难。要善于利用烙铁头的形状进行加热。快速合理地升温。(迅速地冷却)超出所需热量加热的话,会导致过度加热。加热的要点43.加熱不好的不良情况发生不延展烙铁头的位置和烙铁插入的位置要注意44.不同的基板加热的要点单面基板

通孔基板外表大体上看上去同样,不过，母材金属的大小完全不同。对通孔基板加热要注意加热不足的典型例子导线不能加热过多。专门加热基板并使用1TYPE更细的焊锡45.加热例现行（Sn-Pb)320×2~3sec双面八层基板Sn-Ag-Cu使用320℃×3~4sec320℃×3~4sec320℃×3~4sec１：320℃×15sec

焊锡不能熔化２：350℃×10sec可以３：380℃×3~4sec可以

由于设计焊点，内层的接合，绿油的外观是一样，但是变成熱容量而出现不溶化的现象。ＰｂＦｒｅｅ化PbFree46.良好的加热加热范围过度加热焊锡渗入部品破损焊盘被破坏焊锡加热过度很弱的合金过度加热47.焊接時要固定下来作业焊接部位的摇动产生裂纹在固定下来的瞬间摇动而发生的情况在固定下来的瞬間摇动而发生的情况焊锡完全冷却之前,一定不要摇动48.焊锡的冷却迅速冷却凝固的情况较好

焊锡合金的強度不同迅速冷却凝固后的金属组织（細而均匀）慢慢冷却凝固后的金属组织（大而不均匀）49.正合适的焊锡量和外缘线(面)实际作业时要根据作业指导书所要求的量来焊接。１：母材与焊锡接触成小角度。２：外缘线为平滑的弓形。

３：被焊接物的形状可以想像出的焊锡量４：焊锡的表面要有光泽。

５：没有洞、裂纹。基本型ＮＧ50.焊锡量NGOKNG焊锡量过多焊锡量不足依作业指示书决定焊锡量的多少过多或者过少都不行不能确认焊锡是否延展焊接处强度不够51.不同焊锡量表面的状态1Ｓｎ６０ＰｂＦｒｅｅ焊锡量少焊锡过多PbFree52.Sn63PbFree焊锡量和表面的状态２NGNGPbFree53.不同基板的焊锡量需要导线直径×２～３倍的高度的焊锡形状需要导线直径×１～２倍的高度的焊锡形状单面基板双面基板54.烙铁撤出的方法烙铁头撤出方法不良产生突角

烙铁头撤离太慢

产生焊锡球

翻手腕(飞溅)粘着杂屑

烙铁头撤出方向不好55.锡球的产生焊锡焊不上，但勉强将烙铁插入伴随助焊剂飞散烙铁头撤出方向不对翻手腕或者撒出得太早焊锡量过多。溶化焊锡量过多。而且烙铁头清洗不够烙铁头滑动。大的焊锡球助焊剂残渣中发生伴随助焊剂飞散56.焊接温度的上升与锡球、助焊剂的飞溅(附图)锡球的产生57.那么，应该如何去缓和此热冲击呢?为了防止锡丝的飞溅，虽然有把锡丝送入V形槽的方法，但是在使用无铅锡丝时锡丝会迅速硬化，所以不能称之为万全。因此，下面我们介绍通过加热锡丝从而减轻热冲击的预热方法。图3通过加热器一边加热一边送锡的照片。锡球的产生58.如图所示，在对锡丝进行预热的情况下，我们做了相同的飞溅实验。结果，与没有对锡丝进行预热时相比，具有很明显的差别。比较图1与图4、图2与图5，可发现锡球、助焊剂的飞溅大量减少了。由此可知，对锡丝进行预热后的飞溅量比没有预热时明显减少。锡球的产生59.导线的污染因为有污染，产生未延展基板的污染因为用手直接触摸基板，会污染基板烙铁头清洁不足烙铁头若清洁不足作业时会产生不良和污染注意事項清洁/清扫60.烙铁头的消耗PbFree无铅焊锡的特点，烙铁头消耗快Sn63有铅焊锡20000次焊接后的烙铁头无铅焊锡10000次焊接后的烙铁头1/2~1/3以下的寿命（两者用机器人实验，机器测的温度都为420度)注意事項PbFree61.烙铁头的劣化烙铁头有孔。

锡侵蚀烙铁头前端烙铁头变黑，焊锡焊不上。

烙铁头被氧化变黑PbFree

注意事項62.完成作业时烙铁头的收起方式①使用完后烙铁头被污染②用海绵清洁③新的焊锡重新供给烙铁头④将焊锡镀层部分用焊锡包住⑤放置在烙铁架并关掉电源63.焊锡除非将母材加热，否则焊锡焊不上将两个母材同时加热用适当的焊锡量焊接没完成前不要移动烙铁头放开时要注意要目测确认焊锡的延展情况检查要点焊接64.检查怎样才能做出好的焊接？检查自己应有的责任关于是否不良品做出正确的判断。检查的要点①正确的位置（插入位置）②正确的形状（部品和导线等）③焊锡的延展④焊锡量⑤焊锡的表面（洞、粗糙、光泽等）１２３４５65.无铅焊锡的检查检查的要点①正确的位置（插入位置）

②正确的形状（部品和导线等）③焊锡的延展④焊锡量⑤焊锡的表面（洞、粗糙、光泽等）检查要点①正确的位置（插入位置）

②正确的形状（部品和导线等）③焊锡的延展④焊锡量⑤焊锡的表面（存在白色粗糙的表面部分并不是不良）PbFree66.检查ー①正确的位置不是正确位置的话強度就会下降位置偏移応力注意连接器浮起裂纹67.检查ー②正确的形状管角的形状有着的意义的缓冲外力作用裂纹如果没有缓冲外力，反复受到应力的作用情况，受力不能化解的话，将会产生裂纹。68.检査ー③延展目测判断是否延展。有很多未延展的例子，对焊锡与母材的交接面处进行观察69.检査ー④合适的焊锡量每个部品所需要的焊锡量是不同的。是否延展看不出来焊锡量太少会发生裂纹。焊锡量太多、太少都不合格．过多过少70.検査ｰ⑤焊锡的表面过度加热情况（凹凸不平的面）凝固时摇动所发生的波纹追加焊锡时加熱熱量不足71.众多不合格现象不延展不延展不延展焊锡球焊锡碎片连桥突角裂缝隧道未焊接剥离焊过度加热72.焊接后产生的细微裂纹（MICROCRACK）焊接冷却的时候，在白色部分会产生MICROCRACK（细微裂纹）冷却太慢容易造成此情况发生。要注意OVERHEAT（加热过度）丝巢PbFree73.受凝固时收缩的影响固液共存范围大冷却速度较慢原因在通孔部,固定部位容易发生裂痕。手工焊接也焊锡量比较时，冷却速度比较慢时易发生。丝巢PbFree74.白色化现象PbFree光泽表面的切面图片白色化表面的切面图片75.微裂纹和一般的裂纹外观完全不同PbFree微裂纹一般的裂纹裂纹76.微裂纹发生的过程凝固β-Sn

232℃Sn-Ag-Cu217℃首先B-SN凝固、然后共晶焊锡添其空隙表面有凹凸不平的SN，能看到Sn结晶,出现白色化现象

最后凝固时无法确保体积而导致裂纹的产生焊锡融化时体积变大PbFree77.气泡的产生手工作业时产生的气泡（blowhole）由于热量不足的气泡。大的气泡发生的可能性高。SMT发生的气泡在表面实装时容易发生气泡、特别是用无铅焊锡注意发生大的气泡。PbFree78.导线插入部品的焊接.单面基板需要注意的tunnelPINHOLE导线处不延展焊点不延展良好状态导线插入部品的焊接80.通孔基板需要注意的事项良好状态产生气泡BLOWHOLE机械性缺陷污染造成的不延展热量不足基板产生的气体而产生的气泡81.将烙铁头不直接接触元件。将焊锡供给到烙铁头和元件的中间。溶化焊锡之后将烙铁头拧下来、然后将焊锡聚集到元件。确认焊锡焊上到元件之后，将烙铁头拉起来。后焊接／修改热量的传导在一侧焊点做预备焊接边压上元件边用烙铁加热焊锡在另一侧焊点用烙铁和焊锡焊接后焊接镊子表面填装部品的焊接元件部品的焊接82.不是短路,但是非常危险的状态。烙铁头使用方法，作业方法不正确导致的

要焊接小元件时一定要用镊子等压上操作、否则焊锡全部溶化而移动元件。表面填装部品的焊接元件部品不良①83.未焊接由于加热过度元件的电极受到破坏露出陶瓷本体、未焊接上。通常的状态电极被破坏，焊锡未焊接上电极处元件部品的不良②表面填装部品的焊接84.是否做了正确的焊接，自己要对此负責检査。『能够判断是否为正确。』１：正确的位置２：正确的形状３：延展开４：合适的焊锡量５：焊锡表面有平滑和光泽并没有洞和裂纹。４・５３３１・２检查表面填装部品的焊接85.由于错位会出失去有后背焊锡形状（强度劣化）表面实装部品时要注意Ｘ．Ｙ．Ｚ方向的错位位置表面填装部品的焊接86.由于表面装填部品的导线非常细、特别注意处理时容易变形形状表面填装部品的焊接87.是否得到延展，用眼直观判断。全部都是未延展的例子，对焊锡与母材的交接面处进行观察延展表面填装部品的焊接88.不同的部品需要的焊锡量也不同焊锡量过多过少都不行．焊锡量不够焊锡量过多焊锡量表面填装部品的焊接89.焊锡球产生焊锡时产生焊锡球融化的焊锡量过多

助焊剂过多

烙铁头清洁不够等原因表面填装部品的焊接连桥修正时的不良①90.焊锡量不足暂且焊锡焊上了，但是由于拉开烙铁头的方式的原因、因此焊锡使烙铁头脱掉。如此状态的情况下，受到小的压力就会造成裂纹。

没有背后焊锡形状连桥修正时的不良②表面填装部品的焊接91.检查其他不合格现象连桥不延展裂痕过度加热的原因焊锡量过多的原因镀层不良引起焊接后操作产生的原因92.注意①基板手持的方法GoodNG不要污染焊接部和焊点其他的注意事项93.注意②基板的处理重叠PCB板小冲击造成焊接部有裂痕其他的注意事项94.基板分割位置ＯＫＮＧ（注意）受力集中产生裂痕手持此记号处重量部品产生弯曲而且受力集中基板其它注意事项表面装填基板焊接后的处理95.Training

Level3~2焊接的延展 助焊剂的作用焊锡球的产生导线部品的焊接导线的焊接元件部品的焊接检查实际操作训练96.实际操作训练①焊锡延展和温度的关系Ｃｕ板三工程法的焊接五工程法的焊接将烙铁头和焊锡同时接触充