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1、单元五 锡铅焊接工艺,本单元主要内容,5.1 焊接工具简介电烙铁,5.2 焊接的分类和锡焊原理,5.3 手工烙铁焊接的基本技能,5.4 焊点质量及焊接质量判断,5.6 电子工业生产中的自动焊接,5.5 拆焊,教学目的,掌握手工锡铅焊接和拆焊的步骤和方法,掌握自动焊接锡铅焊接的工艺过程及要求,掌握常用焊接工具和设备的使用和维护,了解锡铅焊接的基本知识,教学重点,教学难点,焊点形状和要求,自动焊接锡铅焊接的工艺过程及要求,手工焊接操作技能,5.1 焊接工具简介电烙铁,按加热方式：有直热式、感应式等； 从功能分：有单用式、两用式、调温式、恒温式等。 按烙铁功率：有20W、30W、500W等；,1.直
2、热式电烙铁, 内热式电烙铁,特点：发热快、体积小、 重量轻和耗电低,外热式电烙铁,外热直立式电烙铁的规格按功率分：30W、45W、75W、100W、200W、300W等,3. 吸锡器和两用式电烙铁,（1）吸锡器,吸锡器是常用的拆焊工具,一种焊接、拆焊两用的电烙铁，又称吸锡电烙铁。,（2）两用式电烙铁,4. 调温式电烙铁,温控电烙铁,主机,（2） 烙铁头的修整与镀锡,（3） 电烙铁的灵活使用, 热风工作台,5.2 焊接的分类和锡焊原理,任何复杂的电子产品都是由最基本的元器件组成，通过导线将电子元器件连接起来，就能够完成一定的电气连接，实现特定的电路功能。,随着印制电路板的诞生，把元器件安装到板上
3、，焊接变成了连接印制导线和元器件的主要方式,在电子产品制造过程中，使用最普遍、最有代表性的是：锡焊,锡焊原理：将焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热 到锡焊温度，在焊件不熔化的情况下，焊料熔化并 浸润焊接面，依靠二者原子的扩散形成焊件的连接。,锡焊的特征：, 焊料熔点低于焊件, 焊料熔化而焊件不熔化,焊料浸润焊接面，依靠二者原子的扩散形成焊件的连接。,2.锡焊原理,（1）浸润：,锡焊的过程，就是通过加热，让铅锡焊料在焊接面上熔化、流动、浸润，使铅锡原子渗透到铜母材（导线、焊盘）的表面内，并在两者的接触面上形成脆性合金层。,焊接的物理基础是“浸润”，浸润也叫“润湿”。,液体在与固体的接触面上摊开，充
4、分铺展接触，就叫做浸润,1. 合金层的生成,液体在与固体的接触面上摊开，充分铺展接触，就叫做 浸润。,（2）锡焊必须具备的条件,可焊性：指在适当温度下，被焊金属材料与焊锡能形成良好结合的合金的性能。,焊件必须具有良好的可焊性,在金属材料中，金、银、铜的可焊性较好，其中铜的应用最广，铁、镍次之，铝的可焊性最差。,为了提高可焊性，可以采用在材料表面 镀锡、 镀银 等措施。,焊件表面必须保持清洁,为了使焊锡和焊件达到良好的结合， 焊接表面一定要保持清洁。,金属表面轻度的氧化层可以通过焊剂作用来清除；,氧化程度严重的金属表面，则应采用机械或化学方 法清除，例如进行刮除或酸洗等。,免清洗助焊剂,松香,助
5、焊剂的作用是辅助热传导、去除氧化物、降低表面张力、防止再氧化。 通常采用以松香为主的助焊剂。,要使用合适的助焊剂,适当的温度使锡、铅原子获得足够的能量渗透到被焊金属表面中而形成合金。, 焊件要加热到适当的温度,焊接温度过低-无法形成合金，极易形成虚焊； 焊接温度过高-会加速焊剂分解和挥发速度，使焊料品质下降，严重时还会导致印制电路板上的焊盘脱落。,注意：焊接时不但焊锡要加热到熔化，而且应该 同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度。,焊接时间是包括被焊金属达到焊接温度的时间、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。 一般23s，不超过5s, 合适的焊接时间,焊接时间过长，易损坏元
6、器件或焊接部位； 焊接时间过短，则达不到焊接要求。,三. 手工烙铁焊接的基本技能,5.3.1 焊接操作准备知识,5.3.2 手工焊接操作的基本步骤,5.3.3 手工焊接技巧,5.3 手工烙铁焊接的基本技能,1. 焊接操作的正确姿势,使用电烙铁进行手工焊接，掌握起来并不困难， 但是又有一定的技术要领。长期从事电子产品 生产的人们是从四个方面提高焊接的质量： 材料、工具、方法、操作者,只有充分了解焊接原理再加上用心实践、勤于练习， 才有可能在较短的时间内学会焊接的基本技能。,掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。,5.3.1 焊接操作准备知识,1.正确的操作姿势,一般情况下，
7、烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm， 通常以30cm为宜。,焊锡准备焊锡的正确姿势,正确,不正确,3以上,危险的姿势,电烙铁的三种握法,焊锡丝的拿法,2.安全使用并学会保养电烙铁,使用电烙铁的安全规则,保养电烙铁,焊接前，在干燥的纤维海绵上擦拭烙铁头。,接通电源开始加热时，在烙铁头上均匀镀一层焊锡。,5.3.2 手工焊接操作,1.手工焊接的基本步骤,掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的 烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的 焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个 步骤（五步法），如图所示。,1. 准备施焊,2. 加热焊件,3. 送入焊丝,4. 移开焊丝,5. 移开烙铁,步骤一,加热焊
8、件,步骤二,送入焊丝,步骤三,移开焊丝,步骤四,移开烙铁,对于热容量小的焊件，可以简化为三步操作： 准备：同以上步骤一； 加热与送丝：烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。 去丝移烙铁：焊锡在焊接面上浸润扩散达到预 期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，并注意移 去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。,2. 焊接温度与加热时间,一般来说，焊锡是由锡和铅组成的合金。 其中由锡63和铅37组成的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡熔点是183。,焊接作业最适合的温度是使焊接点的焊锡温度在焊锡熔点加50度。烙铁头的设定温度，由于焊接部分的大小，电烙铁的功率和性能，焊锡的种类和型号的不同，在上述温度的基础上还要增加100
9、度为宜。,焊接温度一般设定为 350-370或350 20 ,注：烙铁温度设定应视具体情况而定，原则上是以 满足焊接要求的最低温度为宜。,加热时间视焊件的热容量和烙铁的功率而定。,过量的加热，除有可能造成元器件损坏以外，还有如下危害和外部特征：, 焊点的外观变差。,光洁度差, 高温造成所加松香助焊剂的分解炭化。,过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层，导致铜箔焊盘的剥落。, 靠增加接触面积来加快传热,过小,合适,过大,选择合适的烙铁头,3.手工焊接要领,保持烙铁头的清洁,用一块湿布或湿的木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。,常见烙铁头的类型和适用范围：,B型/LB型（圆锥形）,特点： B型烙铁头无方向性
10、，整个烙铁头前端均可进行焊接。,应用范围： B型适合一般焊接。 LB型是B型的一种，形状修长。,D型/LD型,特点：用扁平部份进行焊接。,适用范围： 适合需要多锡量的焊接，例如焊接面积大、端子粗、焊垫大的焊接环境。,I 型,特点：烙铁头尖端幼细。,适用范围： 适合焊接空间狭小的情况，也可以修正焊接芯片时产生的锡桥。,特点：镀锡层在烙铁头的底部。,适用范围：适用于拉焊式；焊接管脚距离较大的芯片，如SOP, QFP封装。,H型,在焊锡凝固之前不能动,在焊锡凝固之前，切勿使焊件移动或受到振动，否则极易造成焊点结构疏松或虚焊。, 焊锡用量要适中, 助焊剂用量要适中,合适的焊剂量，应该是松香水仅能浸湿将
11、要形成焊点的部位，不会透过印制板上的通孔流走。,不适宜使用助焊剂接焊接的元件： 高灵敏度元件：对微电流、电压敏感元件。 易被腐蚀元件：助焊剂腐蚀元件。,不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具,有人习惯用烙铁头熔化焊锡后运送到焊接面上进行 焊接，结果造成焊料的氧化。,5.4 焊点质量及焊接质量判断,5.4.1 虚焊产生的原因及其危害,5.4.2 焊点的质量要求,5.4.3 典型焊点的形成及其外观,5.4.1 虚焊产生的原因及其危害,造成虚焊的主要原因是：,焊锡质量差；助焊剂的还原性不良或用量不够；被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间掌握不好，太长或太短；焊
12、接中焊锡尚未凝固时，焊接元件松动。,虚焊产生的危害：,它使焊点成为有接触电阻的连接状态，导致电路 工作不正常。,5.4.2 焊点的质量要求,可靠的电气连接,足够的机械强度,光洁整齐的外观,1、锡焊连接不是靠压力，而是靠焊接过程形成的牢固连接的合金层达到电气连接的目的。,2、焊接不仅起到电气连接的作用，同时也是固定元器件，保证机械连接的手段。,3.良好的焊点要求焊料用量恰到好处，表面圆润，有金属光泽。,5.4.3 典型焊点的形成及其外观,在单面和双面（多层）印制电路板上，焊点的形成是有区别的：,焊点的形成,典型焊点的外观, 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷； 焊点上焊锡和焊件的交界处平滑，接触角尽可
13、能小。 表面平滑，有金属光泽。 无裂纹、针孔、夹渣。,5.5 拆焊,5.5.1 拆焊概述,在调试、维修电子设备的工作中，经常需要更换一些元器件。更换元器件的前提，当然是要把原先焊好的元器件拆下来。这项操作叫作拆焊。,1.拆焊方法 常用的方法有分点拆焊法、集中拆焊法和断线拆焊法。,分 点 拆 焊 法,集中 拆焊法,断线拆焊法更换元件,断线法：在可能需要多次拆换元器件的情况下，可以采用断线法。,2.拆焊要点, 烙铁头加热被拆焊点，焊料熔化后，要及时按垂直印制电路板的方向拔出元器件的引线。都不能强拉或扭转元器件。 在插装新的元器件之前，必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净。,5.5.2 手工拆焊的常用方
14、法,（1） 采用拆焊专用工具 这种方法速度快,但需要制作专用工具,并要使用较大功率的电烙铁；焊接时还必须重新清理焊孔；对于不同的元器件，需要不同种类的专用工具，有时并不是很方便。,加热烙铁头用来拆焊 SMT 元器件,4,2,3,1,加热头拆四边 IC ：,涂助焊剂,上锡,加热所用管脚,垂直提起,（1） 采用拆焊专用工具,（2）采用吸锡泵、吸锡烙铁或吸锡器,要把元器件从电路板上拆焊下来，还可以使用 吸锡工具去除熔化的焊锡。常用的吸锡工具有手 动吸锡器和吸锡电烙铁（真空吸锡枪、真空吸锡 泵）等。,真空吸锡枪,用吸锡器拆焊,5.6 电子工业生产中的自动焊接,自动焊接与手工焊接技术相比,有明显的优点:
15、 节省电能和人力，减少人为因素的影响，提高效率、 降低成本，提高质量、可靠性与一致性。,5.6.1 浸焊,浸焊：将插装好元器件的印制电路板浸入有 熔融状焊料的锡锅内，一次完成印制电路板上所 有焊点的自动焊接过程。,2.浸焊工作原理：是让插好元器件的印制电路板水平接触熔融的铅锡焊料，使整块电路板上的全部元器件同时完成焊接。 印制板上不需要焊接的焊点和部位，要用特制的阻焊膜（或胶布）贴住，防止焊锡不必要的堆积。,3.浸焊的特点 生产效率较高，操作简单，适应批量生产，可消除漏焊现象。但浸焊的焊接质量不高，需要补焊修正；焊槽温度掌握不当时，会导致印制板起翘、变形，元器件损坏；多次浸焊后，会造成虚焊、桥
16、接、拉尖等焊接缺陷。,4浸焊的工艺流程 （1）插装元器件 （2）喷涂焊剂 （3）浸焊（浸入深度以印制板厚度的50%-70%为宜，时间3-5s。） （4）冷却剪脚 （5）检查修补,手工插件,自动插件,上助焊剂,浸焊,剪脚,1.波峰焊机结构及其工作原理 波峰焊机是在浸焊机的基础上发展起来的自动焊接设备，两者最主要的区别在于设备的焊锡槽。,波峰焊接：将插装好元器件的印制电路板与融化焊料的波峰接触，一次完成印制板上所有焊点的焊接过程。,5.6.2 波峰焊,波峰焊机的焊锡槽示意图,波峰焊接的工艺流程,喷涂助焊剂,预热,波峰焊,风冷,波峰焊的特点：,波峰焊的生产效率高，焊点质量高，不易产生“夹渣”虚焊现象，最适应单面印制电路板的大批量地焊接，并且，焊接的温度、时间、焊料及焊剂的用量等，在波峰焊接中均能得到较完善的控制。但波峰焊容易造成焊点桥接的现象，需要补焊修
