Ⅲ-焊锡材料(SOLDER)解析.ppt

1、-1/13,1. 焊锡是(Solder)什么,我们使用的焊锡是以锡(Sn)和铅(Pb)为主成份,按用途含有少量的附加物质 按照金属配置的比率成分不同，焊锡的温度和特性也不同,焊锡的成份和温度关系图,100,200,300,400,Sn-Pb-Bi-Cd,Sn-Pb-Bi,Sn-In,Sn-Bi,Sn-Pb,Pb-In,Sn-Ag,Sn-Sb,Pb-Ag,Sn-Zn,Al-Zn,硬锡 (Brazing),软锡,500,高温锡,低温锡,普通锡(18010),Sn,Pb,温度(),锡 的 种 类,-2/13,LGITHZ/合理化推进TEAM 恒星队,2. 焊锡(Sn-Pb Solder)的规格,焊锡

2、是韩国 KS D 6704, 日本 JIS Z 3282, 美国严防规格QQ-S-571E 焊锡的规定化学成份必须满足这个基准值 不满足基准值的话会使焊锡不良增加.(焊锡的不纯物参照),等,极,Sn,Pb,Sb,Cu,Bi,Zn,Fe,Al,As,Cd,Au,Ag,In,Ni,P,S,KS,S极,60,40,0.1,0.03,0.03,0.002,0.02,0.002,0.03,0.002,D 6704,A极,60,40,0.3,0.05,0.05,0.003,0.03,0.005,0.03,0.005,B极,60,40,1,0.08,0.005,0.005,JIS,S级,60,40,Z 32

3、82,A极,60,40,B极,60,40,QQ-S- 571E,60,40,0.12,0.08,0.10,0.005,0.02,0.005,0.03,0.005,0.20,0.10,0.10,0.01,0.01,0.005,与KS统一,主成份,其他合计0.35以下,化学成份(wt%),不纯物(Max),韩国,日本,美(MIL),备注,块状,I,I,I,Ingot,棒状,B,B,B,Bar,杆状,R,R,R,Ribon,线状,W,W,W,wire,粉末状,F,F,F,Free Form,自由状,P,P,P,Paste,形象分类,-3/13,3. 焊锡的种类(1),Wire Solder, 加热工

4、具: 主要使用烙铁 焊锡: KS D 6704 A级 Flux含量: 13wt%(重量) 锡及Flux需适合品质基准. Flux在锡丝的长度方向上要均匀 表面光亮未氧化，可以投入使用,Flux,Solder,树脂类 焊锡丝,表示方法,RS 63 - 1.6 - A,外径 0.30.40.03 0.50.70.05 0.83.00.10,Flux等级,Sn含量1wt%,Resin Solder,AA,A,B,0.1以下,0.10.5以下,0.51.0以下,与标准试验片Flux比较 腐蚀不是很大,腐 蚀,1000以上,500以上,1*10E12以上,1*10E11以上,1*10E9以上,1*10E

5、12 以上,1*10E11以上,1*10E9以上,肉眼,75 以上,80以上,80以上,试验片的各部分不可有明显的腐蚀,JIS对树脂类FLUX的焊锡规格特性要求,?,实验片与哪一个试验片相比腐蚀都不是很大,FLUX等级,干燥度,氯含有量,铜板腐蚀,水熔液抵抗,绝缘抵抗,增加耐湿试验,扩散率,-4/13,3. 焊锡的种类(2),Bar(Pole) Solder, 使用设备: Overflow, Dip 焊锡:主要使用KS D6704 S级 Flux含量:无 锡需适合品质基准 表面光亮未氧化，可以投入使用,棒状焊锡,表示方法,S 63 S - B - 16,模样,宽度,等级,Sn含量1wt%,So

6、lder,-5/13,取用方法： 1. 必须遵守先入先出: 确认容器的密封状态及有效期限 2. 必须采用冰箱保管(110):防止Flux的化学反映 3. 从冰箱取出后在常温下保存12小时后使用: 水分吸收现象.禁止在温暖的地方(Reflow)保管 (Flux发生化学反应) 4. 必须搅拌后使用: Flux粉末均匀混合,自动搅拌 510分钟,手工搅拌100150次(12分钟) 5. 第一次供给量为250g: 500g容器供给量为1/2, 1kg容器供给量为1/4. 6. 随时加入少量人焊锡:防止焊锡干燥(增加Flux) 7. 取用后的容器必须要盖好盖子 8. 必须着用手套 9. 作业后必须洗手,

7、3. 焊锡的种类(3),Cream Solder, Solder Paste 使用设备: Reflow 锡:主要使用KS D6704 S级 Flux含量: 13wt%(重量) 锡及 Flux需符合品质基准 Flux和Solder粉末需均匀混合 表面光亮未氧化，可以投入使用,印刷用 焊锡,Flux,Solder,-6/13,3. 焊锡的种类(4),Free Form Solder 使用设备: 烙铁, Reflow 锡:满足KS D 6704标准 Flux含量: 13wt%(重量) 锡及Flux需符合品质基准. Flux与焊锡要均匀混合 表面光亮未氧化，可以投入使用,自由状 焊锡,较难焊锡的部分，

8、预先用锡做成适当的形状，这样可以降低焊锡的难度。,-7/13,4. 锡的性质,锡具有表面张力，若不能恢复则会增加不良 表面张力可以使用 Flux恢复,锡具有从温度低的地方移动到温度高的地方的性质. 锡具有从面窄的地方移动到面宽的地方的性质 锡在污染的环境下是不能作业的.(第一次清净第二次清净),面,面,Cool,Hot,小的部品和大的部品一起焊锡时，若相碰的话 大的部品将拉动小的部品，就可以证明这一点,用烙铁焊锡时锡往烙铁方向移动 就可以证明这一点.,锡,铜箔,时速100 -10,咣,铜箔异物,污染,表面破损 (锡不能扩散),-8/13,5. 锡(Sn-Pb Solder)的状态图,随着(SN

9、)和(Pb)合金的成分变化，焊锡温度怎样变化通过图示便很容易了解。 下图是焊锡作业时设定温度的基准.,60,0 100,10,20,30,40,50,70,80,90,100 0,100,200,300,半熔融区域 (固体+液体),半熔融区域 (固体+液体),液体熔融领或,固体(凝固)区域,327,232,固状线(183) 固体/半熔融分界线 Sn19.5%97.5%,锡(Sn)含量% 铅(Pb)含量%,共晶点 (Sn61.9% Pb38.1%),液状线:液体/半熔融分界线,温度(),焊锡温度区域 =液状线+50(10),1. Sn19.5%Sn97.5%为止固状温度是相同的. 2. 随着成份

10、变化熔融也在变化，所以按照锡的组成把必须要变更焊锡温度 3. 共晶点(Sn61.9/Pb38.1) 没有半熔融状态，故普遍使用 (焊锡要求在最低的温度下最短的时间内一次性完成) 4. 熔化锡的温度在液状线以上.(焊锡温度区域=液状线温度+50(10) 5. 在固状线以上焊锡强度接近0，在这领或不可以移动部品. 6. 焊锡后在回状线以下强制冷却,-9/13,参考1. 体积比与重量比,粒子直径,合金比重,个数,面积,个数,面积,个数,面积,150,8.4,170,14,226,16,283,20,75,10.7,1358,24,1811,32,2264,40,45,8.4,6296,40,8370

11、,53,10494,67,25,9,36720,72,48816,96,61200,120,Solder paste中的金属的体积,30%,40%,50%,(um),把锡的重量比与体积比比较 焊锡中的Flux蒸发后，重最比和体积比会发生变化，则印刷量和涂布量都会有差异， 所以希望人们经常在把锡膏瓶的盖子关闭的状态下使用。,-10/13,参考2. 焊锡粉末的种类,区分,规格下限(1mass%以下),规格中央(90mass%以下),规格上限(10mass%以下),S-1,150,15022,22,S-2,75,7522,22,S-3,63,6322,22,S-4,45,4522,22,S-5,38

12、,3822,22,区分,规格下限(1mass%以下),规格中央(90mass%以下),规格上限(10mass%以下),I-1,150,15022,22,I-2,75,7522,22,I-3,63,6322,22,I-4,45,4522,22,区分,规格下限(1mass%以下),规格中央(90mass%以下),规格上限(10mass%以下),TYPE-1,150,15022,22,TYPE-2,75,7522,22,TYPE-3,63,6322,22,TYPE-4,45,4522,22,JIS Z 3284 粉末SIZE(定形 ?1.2 以内), 单位um,IPC SP 819 粉末 SIZE(

13、不定形 ?1.5 以上),单位um,JIS Z 3284 粉末 SIZE(不定形 ?1.2 以上), 单位um,焊锡粉末主要使用JIS S-4, IPC TYPE-4两种类型。 印刷越是细微其粉末越小.想象以前的沙钟就容易理解了。,-11/13,参考3. 焊锡(Sn-Pb Solder)的不纯物,除了(Sn)和(Pb)以外的金属规定为不纯物 也有为了增加锡的性质而加入一定的不纯物的情况 例如为了降低温度加入Bi, 为了提高焊锡强度添加Ag等情况. 但没有规定为主成分的成分(不纯物)会诱发焊锡不良. KS D 6704将焊锡的不纯物JIS规格进行了统一,QQ-S-57,Over,S级,A级,B级

14、,1E-1986,flow,锡(Sn),1, 1, 2, 1,铅(Pb),剩余,剩余,剩余,剩余,锑(Sb),0.1,0.3,1.0,0.120,(1.0),a向组织细微化,浸湿性下降，流动性下降,电气抵抗增加，表面光泽改善,机械强度提高,铜(Cu),0.03,0.05,0.08,0.080,0.3,a向组织细微化,浸湿性下降(0/1%),不溶解性物质生成,强度,折皱性向上,脆性,流动性下降(0.30.35),Short的原因,铋(Bi),0.03,0.05,其它合计,0.100,(0.3),机械强度下降,(-),冷却时发生皲裂,锌(Zn),0.002,0.003,0.35以下,0.005,0

15、.005,(-),流动性下降, 接合性下降,(-),焊锡表面起泡，表面粗糙,铁(Fe),0.02,0.03,0.020,0.05,粘附式气孔发生,流动性下降,金属间化合物发生,铝(Al),0.002,0.005,0.005,0.005,接合力下降,流动性下降, 焊锡性下降,氧化。腐蚀,砷(As),0.03,0.03,0.030,机械强度提高,流动性提高,(-),水泡性结晶，层状结晶,镉(Cd),0.002,0.005,0.005,0.005,0.2,脆性,浸湿性下降,半熔融范围大,表面白化,金(Au),0.200,0.020.2,容易熔化,表面光泽降低,银(Ag),0.100,机械强度提高,浸

16、湿性良好，焊锡性良好,焊锡耐热度 Migtration,铟(In),0.100,镍(Ni),0.010,脆性,焊锡性下降,熔点上升,形成水泡,磷(P),0.010,(-),浸湿性下降,(-),腐蚀铜箔,硫(S),0.005,0.0005,(-),浸湿性下降,(-),表面氧化,硅(Si),(-),(-),(-),水泡形表面,元素,机械性质,焊锡性,熔融温度变化,允许值%,JIS Z 3282 1986,固状温度下降，液状温度上升，镀金极加上少量Ag的话，其浸湿性可以提高数个百分点。,不易被液状锡溶解的沙粒状物质在焊锡表面发生,其它,熔点上升,熔点上升,熔点下降,熔点大幅下降,熔点上升,-12/1

17、3,参考4. 锡的物理性质,比重,脚啦,版档,傈扁历亲,急曝芒拌荐,凯傈档,康啦,钎搁厘仿,痢档,g/,%,HV20,20,20100,/,kg/,dyne/cm,Poise,Sn,Pb,固状,液状,20,50,100,150,40mmGl,50g/30s,-cm,】10E-6/,s,380,350,0,100,327,327,11.34,1.35,1.06,0.57,0.34,60,5.3,21.5,29.1,0.083,1850,441,0.0246,2,98,316,322,11.23,1.90,1.58,1.06,0.73,51,10.5,21.0,29.0,0.083,1860,44

18、2,0.0241,5,95,300,314,11.04,3.08,2.57,1.86,1.28,47,12.0,20.5,29.0,0.084,1880,444,0.0235,10,90,183,299,10.75,4.14,3.19,2.28,1.44,45,12.7,19.5,28.7,0.086,1920,447,0.0227,20,80,183,279,10.18,4.75,3.62,2.16,1.13,52,12.8,17.8,27.6,0.089,2050,452,0.0212,30,70,183,258,9.70,5.22,3.77,2.12,1.05,67,13.0,16.8,

19、26.5,0.096,2150,457,0.0199,40,60,183,238,9.28,5.46,3.60,2.04,0.91,80,13.6,16.0,25.6,0.103,2350,463,0.0188,50,50,183,215,8.88,5.45,3.55,2.08,0.89,94,14.2,15.3,24.8,0.111,2620,470,0.0178,60,40,183,190,8.51,5.91,3.98,2.26,1.12,41,15.2,14.7,24.3,0.119,3060,478,0.0168,63,37,183,183,8.42,6.21,4.43,2.52,1.32,45,16.6,14.5,24.0,0.121,3230,481,0.0166,90,10,183,216,7.55,5.67,4.00,2.32,1.25,50,17.6,13.5,23.0,0.146,4470,522,0.014