焊锡技术--锡焊的基本认知

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1、1,永诚电子有限公司 制造课,作 成：陈 超 2011-Jan-20,浸、焊锡作业 培训教材,2,内容纲要：,1. 基本认知； 2. 浸、焊锡作业原理； 3. 浸、焊锡作业使用材料； 4. 变压器生产过程的浸、焊锡作 业； 5. 浸、焊锡作业不良说明； 6. 浸、焊锡品质改进； 7. 浸、焊锡作业与环境保护； 8.浸、焊锡设备/工具简介,3,1.基本认知：,正確的錫銲方法，不但能省時，還可防止空氣污染。 銲錫作為連接零件及電之傳導和散熱之用，不用作力的支撐點。 品質是建立在製造過程中，而非經由事後之品管及修護而得到，品質靠直接作業人員達到是最直接了當和經濟的方法，而非品管修護及工程人員事後的維

2、護。 銲接是一門技能的藝術，其趣味性涵蘊在各位對銲接工作的注意上，有人說一位銲接技術優良的鍚工當稱之為金屬的藝術家。,4,一般電子机器系統的故障，根据统计有高达百分之九十是出于人为的因素，为了增进品质，降低不良率，希望工作人员对焊接的基本技术有所认识及掌握。 一个焊接作业的初学者，于最初犯下的错误，將影响到以后投向工作上演变成严重习惯性的错误，一旦根深蒂固則难以纠正，故在学习的初期，应严格的要求作业者按照正确的操作步驟來实习训练。,5,2.浸、焊锡作业基本原理：,焊锡的定义： 当对于二金属进行焊接时，金属物件本身并不融合，而是依靠熔点低于摄氏327度的焊料錫合金，由于毛細管的作用使其完全充塞于

3、金属接合面间， 使工作物相互牢结在一起的方法，即称为“焊锡”。 因其施焊熔融温度 低，故又称为软焊。所以焊锡可以说是将二种洁净的金属，以第三种低熔点金属液化，接合在一起使金属面间获得充分粘合的工作。,6,裸铜线,漆膜,锡液,端子,裸铜线,漆膜,7,焊锡的基本步骤：,金属表面清洁： 对于施焊的金属表面应该先去除污物和氧化层；通常有两种方法：清洗和摩擦。 使用松香助焊剂也属于清洗的一种，因为松香在遇热高速挥发运动时可以将金属表面的污物和氧化层部分清除 有时候也使用利器将待焊金属的表面氧化物刮掉或使用砂纸等物品清除掉。 预热金属焊接面： 金属焊接面的温度均匀对于锡液的流动性和分布效果影响大，一般来说

4、，将焊料预热是必要的步骤。 施加助焊剂： 助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。,8,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化, 提高焊接性能. 4.锡液融化，施加于二金属表面； 用高温（如锡炉、烙铁）将固态锡融化，一般来说200以上可。 5.金属表面氧化层，绝缘层高温去除； 电线的漆膜、胶层等需要使用高温（350以上）来融化，以便于锡液附着于金属面。 6.锡液均匀分布； 锡液要均匀充分覆盖于被焊金属表面，以确保焊接效果和强度。（85%以上面积为合格） 7.冷却。 常温下放置，使锡液回复固态，确保

5、机械强度。,9,3.浸、焊锡作业基本材料：,变压器产品的浸锡就是把各绕组（回路）的引线与骨架（BOBBIN）的端子用锡连接。,端子,引线,锡,10,3-1 漆包线与多股绞线 （UEW）,漆包线： 是一种用绝缘漆覆盖在圆铜线表面上。 对于漆包线焊接时，首先要将铜线表面的漆膜用高温等方法去掉，再将锡液覆盖于铜线和变压器端子表面，形成有效连接。,多股漆包绞线： 是多根同线径的单芯漆包线均匀绞合在一起。 多股绞和线的焊锡比单芯漆包线要困难，因为必须将每根线的漆膜全部去除，防止局部施焊不足的问题发生。,11,3-2 三层绝缘线（TEX-E),是一种在铜线表面覆盖了三层胶质绝缘层的特殊电线。 对三层绝缘线

6、施焊，首先要将其表面的胶膜部分使用专用工具剥离，然后对于裸铜线使用锡液将其与端子覆盖后连接。（也有直接使用高温锡融化三层线的表面胶层的，不推荐） 三层线的焊接会劣化其绝缘强度。,12,3-3 变压器端子,变压器端子是用于连接电路板。端子的材料是铜质合金的，为了加强端子的可焊接性，首先在其表面做了上锡，用锡覆盖了端子表面，这样也可以防止端子的氧化。 SMT型骨架的端子采用的是电镀锡的工艺，以确保铜质端子的着锡效果，并且满足贴片变压器的水平度要求和尺寸规格。 对于端子的防氧化措施还要包括控制库存时间和防止潮湿。,13,3-4 铜片（背胶）,铜片的焊接主要是将首尾连接和在铜片上连接引线。 铜片的背面

7、一般有黏胶剂以确保焊接位置固定。 在铜片上施焊要注意不可使用过多的松香，否则残留物会使铜片外表变化。 铜片焊接时由于热传递快，容易烫伤周围的胶带，所以焊接速度要快，焊接时间要短。 铜片表面对于酸化物敏感，人的汗液对铜片会产生氧化作用，影响焊接效果。,14,3-5 锡线与锡棒,锡的熔点： 锡的熔点是231.9。在我们日常工作应用时设定为390 或者420 的目的主要是为了去除漆包膜和表面的氧化层及脏物。 无铅锡和有铅锡： 铅是有毒的物质，会损坏人的神经系统，现在大部分焊锡都采用无铅系锡材。使用铅的目的是增加锡液的流动性，从而施焊效果好。 锡的添加成分： 无铅焊锡条原料是由99.97%的纯锡和其他

8、非铅金属(银,铜等)成分经过真空脱氧处理后的互相融合 。,15,3-6 松香与助焊剂（FLUX）,助焊剂成分： 主要由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂. 助焊剂的作用： 1)破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁，有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成。 2)能覆盖在焊料表面，防止焊料或金属继续氧化。 3)增强焊料和被焊金属表面的活性，降低焊料的表面张力。 4)焊料和焊剂是相熔的，可增加焊料的流动性，进一步提高浸润能力。 5)能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递。 6)合适的助焊剂还能使焊点美观。,16,4. 变压器浸焊锡作业的不良状况：,施焊不足： 过度焊接： 短路

9、锡渣、锡球 表面外观问题： 端子尖部不良 锡包 黑斑和异物 残留锡多 松香残留多 其它外观不良,17,4-1 焊锡不足的分析和改进：,导致焊锡不足的主要原因是： 焊锡时间短，热量传递不足； 锡液与被焊位置不合，锡液无法浸到位； 松香、助焊剂使用不足，浸锡效果差； 锡液温度低，无法完全去除漆膜和氧化物； 如何改进焊锡作业的不足现象： 确保浸锡条件满足工艺要求（时间，温度，液面位置等），比如使用半自动机器。 松香的使用量和方法符合要求；,18,4-2 过度焊接的分析和改进：,过度焊接的危害性： 过度焊接的危害性是由于高温焊接导致必要的绝缘物质受到了损坏。 导致过度焊接的主要原因： 焊锡时间长，热量

10、传递过量； 锡液与被焊位置不合，锡液浸到高位； 锡液温度高，热量过分。 如何改进焊锡作业的过度现象： 确保浸锡条件满足工艺要求（时间，温度，液面位置等），比如使用半自动机器。,19,4-3 焊锡短路的分析和改进：,焊锡短路的发生原因： 松香不足，锡液流动效果差 ； 焊接点间距离近，易发生短路； 锡液内含铜量过高； 锡液和被焊接物体的预热时间不足； 焊锡短路的改进措施： 配线的距离要确保； 要在浸锡时加适量的松香； 要控制锡液内的含铜量； 也要注意浸锡的动作和方法；,20,4-4 锡渣、锡球的分析和改进,产生锡渣锡球的原因主要是四个： 松香在遇热时爆开引起锡液的飞溅； 漆包线膜遇热时引起锡液的飞

11、溅； 外力的原因（拍锡等）导致； 锡液附着于塑胶表面上； 施焊过程中产生锡渣、锡球现象普遍，是焊接工艺上拿的难题。（特别是多芯线） 锡渣锡球的危害性： 主要是在组装到客户基板上后，锡渣锡球在运动或受热过程中脱落后可能导致基板的短路，影响整机功能运作甚至烧坏基板；,21,如何解决施焊过程中的锡渣、锡球: 要预热施焊部位后再浸锡，这样就不会因为骤然温度升高而导致锡渣锡球飞溅。 要确保焊接面有适量的松香，否则塑胶表面容易附着锡渣。 如果可以，尽量使用多次数、短时间浸锡，这样可以减少锡球和锡渣的产生。 合理的松香配比也会降低锡球锡渣的产生，特别是温度高的浸锡条件下。 原则上浸锡温度低的情况下，锡渣锡球

12、发生的几率要低。 还要注意外力导致锡渣锡球进入线圈内部，如拍锡；,22,4-5 其它焊接外观问题探讨：,针尖歪：因为此问题将影响顾客插入基板，所以为严重不良项目，另外有SMD型产品的水平度也受锡尖的影响；锡尖方向主要是由于在浸锡时的动作导致。 着锡表面的锡包、黑斑、异物主要是由于金属氧化而导致。同时焊接温度过高（500以上）和焊接时间过长都有可能发生此问题。 其它如残留物多，松香污染胶带等外观不良虽然不影响客户使用，没有电气问题，但是也应该在作业时注意改善。,23,5.变压器产品的焊接条件：,为了确保变压器的焊接效果，本公司传统生产模式中采取：一次浸锡+焊锡+二次浸锡的方法。当然在现在的一些特

13、殊产品中（如配线距离近、端子与胶带距离近、多股线等）依然利用此方法。 为了降低生产成本、提高作业效率，在经过多次实验以后，在平湖工厂的大部分产品采用了一次性浸锡的方法，现在优先使用此方法。（注意要试验，并保存数据） 基本上说，影响焊接效果的是四个条件： 1.温度 2.焊接时间 3.液面位置（加热点） 4.松香量和浓度,24,5-1 温度参数的决定：,锡的熔点是231.9，而一般的漆包线需要350 以上的温度才能熔化漆膜，为了提高浸锡效率我们采用了420 的温度来进行浸锡。在线径很细的产品上，我们会降低温度，因为高温锡液会熔化部分铜线本体，从而使电线缩小甚至断裂。 并不是温度越低就越好，因为温度

14、低时的焊接时间会长，由电线传递到线圈内部的热量会增加，反而会因此而损坏变压器内部的绝缘层，而且松香也因为长时间的焊接而缺少，导致锡渣的产生。 使用焊锡时，我们会使用约500 的电烙铁。,25,5-2 焊接时间的决定,本公司的浸锡时间原则上是3秒以内（一次连续性），如果是冷却后再次浸锡的话另外。而烙铁焊接的话，没有明确时间限定。但是必须明确，焊接时间的决定前提就是不可以出现焊接过度，导致电线的漆包膜和胶带等受损。 当然，如果焊接时间过短的话，由于没有完全使锡液覆盖于金属表面，可能出现焊接不足的现象，也可能发生由于加热不够，焊接表面粗糙等外观问题。 采用自动浸锡设备可以控制焊接时间在期望的范围。,

15、26,5-3 浸/焊锡位置（加热点）的决定,锡液面到达位置即加热点将影响浸锡效果和浸锡品质；液面过低则由于传热不足导致出现焊接不完全。液面过高则出现焊接过度或者在塑胶表面残留锡渣等问题发生。,从经验上来讲，液面的位置一般是配线部分的一半至三分之二的区间，而不要浸到塑胶基面位置。因为液面高时除了烫伤胶带还有松香、漆膜的残留物会遗留在焊锡处。另外配线时底部可留空隙,27,5-4 松香浓度的决定：,目前本公司的松香配比规定是： 松香：酒精=2：1 松香浓度过高会导致外观不良，会污染胶带，同时会残留过多； 松香浓度过低会出现锡渣、锡球等问题，并产生连锡、短路等问题，由于酒精会随时间而挥发，所以要及时添

16、加。,28,6.浸、焊锡品质改进；,浸、焊锡作业属于变压器生产工艺的重要工序，很多的产品不良都与浸锡作业有关。因此浸、焊锡作业者的工作质量控制意义重大。 一般地说，产品浸、焊锡作业会导致内部绝缘劣化、产生锡渣锡球、虚假焊接导致接触不良等问题。严格控制防止出现以上不良是我们的主要方向。 作业者对于浸锡作业基本要求是否理解和能否正确执行是决定浸、焊锡不良发生的重要因素。有必要对于作业者进行认定和考核，以确保品质。,29,应该明白以下要点：,高温锡液会对于塑胶件，胶带，电线形成损伤，时间越长、温度越高、加热点越近损伤越严重。 锡属于导体物质，锡渣锡球进入线圈内部会导致高压不良，锡渣锡球附着与变压器表面会形成短路。所以原则上为了修正而拍锡是不可取的。 变压器浸锡的主要步骤是二个：首先是去除施焊位置的漆膜（或胶层），然后对于端子和电线处覆盖锡液，形成连接。 松香是用来加强焊接效果的必须品。但不是量越多越好。,30,7. 浸/焊锡作业的环境保护与安全,一般说来，浸、焊锡作业引起的环境危害主要有以下三点： 1. 松香遇热产生的烟雾-使用排风 2. 锡液内铅及其它重金属合一量-使用无铅锡 3. 锡渣和其它残留物 * 铅会对人体的神经系统造成危害: 高温锡作业时要注意保护好手、皮肤。特别要防止锡球飞溅入眼睛，因此要戴手套、穿围裙，并防止眼睛与锡面距离过近。,