焊接资料

目录第一章焊锡原理第一节焊接技术概要第二节焊料第三节常见焊锡种类及用途第四节无铅焊锡第五节助焊剂第六节焊点第二章焊锡工艺第一节手浸焊第二节浸焊第三节波峰焊第四节回流焊接第五节焊锡制程常见问题及解决方法第一章焊锡原理第一节焊接技术概要利用加热或其他方法借助助焊剂的作用使两种金属相互扩散牢固结合在一起的方法称为焊接。

电子行业所有的焊接均为钎焊(焊料的熔点小于450℃)。

钎焊中起连接作用的金属材料称为焊料。

常用焊料为锡铅合金。

由于钎焊方法简便，整修焊点，拆换元器件，重新焊接都不困难，使用简单的工具(电烙铁)即可完成，且成本低，易实现自动化等特点，因此，它是使用最早，适用范围最广和当今仍占比例最大的一种焊接方法。

随着电子行业的发展，焊接技术也有了不少的更新和发展，例如:波峰焊，回流焊等。

电子产品中焊接点的数量有几十个至上百万个，这样多的焊点，不但装配过程中工程量大，而且每一个焊点质量都关系着整个产品的使用可靠性，因此每个焊点都应具有一定大机械强度和良好的电器性能。

焊接技术不仅关系着整机装配的劳动生产率的高低和生产成本的大小，而且也是电子产品质量的关键。

第二节焊料在焊接过程中起连接作用的金属材料称焊料。

电子行业中所用的焊料通常为锡铅合金，其配比为:Sn63﹪Pb37﹪，该合金称为锡铅共晶合金。

⑴，共晶焊锡的特点电子行业希望在最低温度下完成焊锡工作，那就得利用熔点最低之锡铅合金。

即共晶合金，其配比为Sn:Pb=63:37，共晶焊锡具有如下特点:1，不经过半熔融状态而迅速固化或液化，可以最快速度完成焊接。

2，能在较低温度下开始焊锡作业，是锡铅合金中焊接性能最佳的一种。

3，焊接后焊点机械强度，导电性能好。

⑵，焊料中杂质对焊料的影响焊料中除锡，铅外往往含有少量其他元素，如，铜，铋等。

另外，在焊接作业中，PCB和元件脚上的杂质也会带入锡炉内。

这些元素对焊锡的性能会有影响，下表列出中国电子行业标准SJ/T10134-94中杂质允许范围及对焊点性能的影响。

杂质最高容限杂质超标时对焊点性能的影响铜0.300 焊料硬而脆，流动性差金0.200 焊料呈颗粒状隔0.005 焊料疏松易碎锌0.005 焊料粗糙，颗粒状，起霜和多孔的树枝结构铝0.006 焊料粘滞，起霜多孔锑0.500 焊料硬脆铁0.020焊点熔点升高，流动性差铋0.250熔点降低，变脆银0.100失去自然光泽，出现白色颗粒状物镍0.010起泡，形成硬的不溶解化合物第三节常用焊锡种类及用途合金比例作业温度比例主要用途Sn％Pb％70 30 250-275 8.32 特殊用途(再度焊接，电气及食品类)。

63 37 230-260 8.4 低温度焊锡适用于波峰焊60 40 230-270 8.65 低温度焊锡适用于波峰焊50 50 260-300 8.85 电缆，电器一般焊接45 55 260-300 8.97 汽车散热器及白铁皮焊接用40 60 290-320 9.30 铅管，电缆及汽车散热器用35 65 300-340 9.50 一般用于灯炮及电视高热部分的焊接30 70 300-340 9.70 机器，灯炮，TV高热部分焊接20 80 320-360 10.20 机器，灯炮，TV高热部分焊接第四节无铅焊接锡铅共晶焊料是一种传统的钎焊，在几十年的使用中积累的丰富经验，它又是一种价格低廉，性能优良的钎焊。

90年代前，各发达国家没有出台限制铅制品使用的法规，所以无铅钎料的应用还不是迫在眉睫的事情。

随着人类对环保意识的大大增强，90年代后期各发达国家相继出台了一系列法规。

例如:欧洲国家根据<欧洲电器废弃物指令>(EC—Directions on WEEE),从2004年全面禁止使用含铅制品，美国NEMI(National Electronics and Manufacturing Initiative)无铅软钎料计划中规定2004年完全禁止使用锡铅软钎料。

日本1998年6月起实施的<废气物处理法>强化了含铅钎料印刷电路板电子束管的添埋标准。

由此看出，发达国家越来越强化，有关铅污染的立法。

无铅钎料到目前为止尚没有国际通用定义，可借鉴的标准:管道焊接用钎料及钎剂中铅含量低于0.2wt％(美国)，0.1wt％(欧洲)，在国际标准组织(ISO)提案:电子装联用钎料合金中铅含量应低于0.1wt％。

几种常见的无铅钎料:合金成分熔点(℃)抗拉强度(P/MPa)延伸率(％)润湿时间(Sec)Sn-3.5Ag 221 43 45 1.90 Sn-3.5Ag-0.7Cu 217-220 39 31 1.57 Sn-3.1Ag-1.3Cu 217 50 32 1.53 Sn-3.0Ag-0.5Cu 217-219 37 33 1.58Sn-0.3Ag-0.7Cu 216-227 25 40 2.02Sn-2.8Ag-1.0Bi-214-215 42 35 1.330.5CuSn-2.5Ag-1.0Bi-214-217 40 27 1.350.5CuSn-8.0Zn-3.0Bi 187-196 83 24 --- Sn-0.7Cu 227 28 34 2.30目前，无铅工艺的生产条件，工艺设备等还没有一个统一的标准，锡铅焊料的代用问题，除了无铅钎料外，还存在与助焊剂，钎焊工艺，检验，钎焊标准等多方面的配合问题。

国内，短期不会出台禁止锡铅钎料使用的法规。

但我国不少机电产品和家用电器等产品是出口的，但这些产品中无处不见铅制品的存在。

一旦国外一些发达国家禁止使用锡铅钎料的法规生效，这些产品的出口将受到很大的影响。

无铅工艺将会越来越受到重视。

第五节助焊剂助焊剂是在焊接过程中起助焊作用的液体，其作用如下:㈠、助焊剂的作用⒈清除焊接金属表面的氧化膜。

⒉在焊接物表面形成液态的保护膜，隔绝高温时四周的空气，防止金属表面再氧化。

⒊降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力。

⒋焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡与被焊金属表面形成合金，顺利完成焊接。

㈡、助焊剂的分类助焊剂通常是依他们的成分而分类，也有依它们的活性强弱而分类的。

按成份通常分为无机系列和有机系列。

有机系列又可分为松香型和非松香型。

⒈无机系列:主要由无机酸和无机盐组成，有很强的活性，腐蚀性大，挥发气体对元件有破坏作用，焊后必须清洗，电子行业一般禁止使用。

⒉有机系列:主要有有机酸、有机胺盐、卤素化合物等组成。

焊锡作用及腐蚀性中等，大部分为水溶性，无法用一般溶剂清洗。

⒊树脂系列:主要由松香、松香加活性剂、松香系列合成树脂加活性剂、消光剂等组成。

松香在室温中高绝缘的特性及中性的残留，是助焊剂的最理想物质，但是活性差，为提高其活性，往往加入少量有机酸、有机胺类等活性物质。

实际上，随着电子行业对焊接质量的要求，化工行业已将有机系列与树脂系列综合起来调配，以满足不同的焊接要求。

㈢、助焊剂的选择随着电子行业的发展，助焊剂的种类也随之增多，选择合适的助焊剂对于保证生产和产品质量非常重要。

选择时主要考虑下列因素:⒈被焊金属材料及清洁程度;⒉焊后清洗或免清洗(水洗或有机溶剂清洗) ;⒊助焊剂本身的稳定性;⒋绝缘阻抗及腐蚀程度;⒌消光型或光亮型;⒍比重使用范围;⒎对环境卫生的影响。

第六节焊点将被焊金属通过焊接连接在一起形成的点叫焊点。

㈠、焊点的形成过程及必要条件⒈焊点的形成熔化的焊锡借助助焊剂的作用，与被焊接的金属材料相互接触时，如果在结合界面上不存在其他任何杂质，那么焊锡中的锡和铅的任何一种原子会进入被焊接的金属材料的晶格而生成合金，这样就形成了牢固可靠的焊点。

⒉焊点形成的条件:①、被焊接金属材料应具有良好的可焊性;②、被焊接金属材料表面要清洁;(无氧化，无杂志);③、助焊剂选择要适当;④、焊料的成份与性能要适应焊接要求;⑤、焊接要具有一定的温度。

在焊接时，热能的作用是使焊锡向被焊接金属材料扩散并使被焊接金属材料上升到焊接温度，以便与焊锡生成金属合金;⑥、焊接时间:焊接的时间是指在焊接全过程中，进行物理和化学变化所需要的时间。

它们包括被焊接金属材料达到焊接温度时间，焊锡的熔化时间，助焊剂发挥作用及生成金属合金的时间几个部分。

㈡、对焊点的基本要求①、具有良好的导电性:即焊料与被焊金属表面相互扩散形成合金。

②、具有一定的强度:即焊点必须具有一定的抗拉强度和抗冲击韧性。

③、焊料量要适当:过少机械强度低，易造成虚焊，过多会浪费焊料，并造成焊点相碰和掩盖焊接缺陷。

15°﹤θ﹤30°④、θ焊点表面应有良好的光泽。

⑤、焊点不应有毛刺，空隙，气泡。

⑥、焊点表面要清洁，有残留物或污銗，会给焊点带来隐患。

㈢、不良焊点生产中由于PCB线路设计，生产中工艺控制以及助焊剂的选择等因素的影响，均会出现不良焊点，所出现的不良焊点主要有以下几种:1.焊点短路(连焊):即不同线路上的焊点连在一起；如图12.偏锡或虚焊:即焊点偏孔或元件脚松动；如图23.晶粒粗化或拉尖:即麻点状或毛刺焊点；如图34.包焊:即纺锤型，球形焊点；如图45.翘铜皮:即焊点与板面脱离；如图51 2 4 3 5第二章焊锡工艺焊接工艺依据作业方式的不同而分为:手工焊、浸焊、波峰焊、回流焊等。

第一节手工焊靠手工作业的方式，用电烙铁和焊锡线所完成的焊接叫手工焊。

㈠、手工焊的用途主要应用于以下几方面:⒈小批量生产的小型化产品，具有特殊要求的高可靠产品;⒉不便使用机器焊接、复杂多变的线路结构;⒊对温度敏感的元器件及维修中需要更换的元器件；⒋对机器焊接出现的不良焊点进行补焊；⒌在SMT工艺后，对IC上的不良焊点进行手工拖IC。

㈡、焊接前的准备:为了得到良好的焊接点，PCB的焊盘与元器件的引线一定要保持清洁，PCB 的保存时间不宜过长，以防焊盘氧化，影响焊接质量，切勿用油手、汗手及其它油脂物弄脏PCB焊盘，对于有污染的PCB板，要用无水酒精擦干净。

㈢、焊接步骤:⒈对准焊接点:将电烙铁与焊锡同时对准焊接点，并在烙铁头上先熔化少量的焊锡或松香。

⒉接触焊接点:在烙铁头的焊剂尚未挥发完时，将烙铁头与焊锡丝同时接触焊接点，在较小的焊接点上，由于加热时间很短，所以在焊锡丝放在焊接点上的同时就可以充分熔化焊锡。

⒊移开焊锡丝和拿开烙铁头:在焊锡熔化够量和焊接点吃锡充分的情况，要迅速移开焊锡丝和拿开烙铁头。

这几乎是同时完成的，但要注意移开焊锡丝的时间决不要迟于离开烙铁头的时间。

连续焊接时，因每焊完一个焊点时烙铁头上尚余下少量焊锡和焊剂，所以可以直接一个一个的烙铁头和焊锡丝接触焊接点完成焊接。

㈣、注意事项:手工焊接的主要特点是操作要准而快，要特别注意以下几点:⒈温度要适当，加热时间要短。

由于PCB焊盘很小，铜泊薄，每个焊点能承受的热量很少，只要烙铁头稍一接触，焊接点即可达到焊接温度，烙铁头的温度下降也不，接触时间一长，焊盘就容易损坏，所以焊接时间一定要短，一般以2-3秒为宜。