工藝技術(shù)_錫焊原理及手焊工藝培訓(xùn)課件

1 錫焊原理及手工焊接工藝 2 大綱 一 錫焊的原理二 手工錫焊的材料三 手工錫焊的工具四 電烙鐵的使用方法五 手工錫焊的四要素六 焊點質(zhì)量要求七 常見焊接缺陷及原因分析八 烙鐵的保養(yǎng)及維護(hù)九 手工錫焊的注意事項 3 一 錫焊的原理 何為錫焊 潤濕 Wetting 錫焊的重要因素錫焊另兩個重要因素潤濕 表面張力和毛細(xì)管作用焊點的形成可焊性焊接必須具備的條件 4 何為錫焊 Soldering 用錫 Sn 為主體合金材料來連接金屬的一種工藝 這種合金的熔點一般在427 以下 常用的Sn63 Pb37合金熔點為183 定義 一種通常加溫到427 以下而產(chǎn)生金屬接合的程序 同時用的是一種熔點低于基礎(chǔ)材料又不含鐵的填料 這金屬填料是由毛細(xì)管的作用分布到配好的組件中間 美國焊接協(xié)會 注 在錫焊過程中 基礎(chǔ)材料不會熔化 5 潤濕 Wetting 錫焊的重要因素 液體對基礎(chǔ)材料形成一層相對來說均勻 光滑 連續(xù)和粘著的薄膜 因為材料間自然的性質(zhì) 有些液體能以不同的程度潤濕到不同的材料上 而有些液體就不能潤濕到某些材料上 液體潤濕到基礎(chǔ)材料上的程度與其表面張力有直接的關(guān)系 6 錫焊另兩個重要因素 7 潤濕 表面張力和毛細(xì)管作用 8 潤濕 表面張力和毛細(xì)管作用 9 焊點的形成 10 焊點的形成 11 焊點的形成 12 可焊性 13 焊接必須具備的條件 焊件必須具有良好的可焊性 在焊接時 由于高溫使金屬表面產(chǎn)生氧化膜 影響材料的可焊性 為了提高可焊性 一般采用表面鍍錫 鍍銅等措施來防止表面的氧化 焊件表面必須保持清潔 即使可焊性良好的焊件 由于儲存或被污染 都可能在焊件表面產(chǎn)生有害的氧化膜和油污 要使用合適的助焊劑 不同的焊接工藝 應(yīng)選擇不同的助焊劑 焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?不但焊錫要加熱到熔化 而且應(yīng)該同時將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度 14 14 三 手工錫焊的工具 電烙鐵 焊錫作業(yè)之工具 烙鐵頭 焊接時用以傳熱于焊件 烙鐵座 用以架放烙鐵的支架 濕水海棉 用以清潔烙鐵嘴上的雜物 熱風(fēng)筒 電熱鉗 尖嘴鉗 鑷子等 15 15 烙鐵手柄剖面圖 16 16 電烙鐵的選用 電烙鐵的種類 普通烙鐵 恒溫烙鐵 數(shù)顯無鉛恒溫烙鐵等 電烙鐵的功率 60W 40W 30W 20W等 應(yīng)根據(jù)焊接面大小及焊接元件耐溫能力等因素選用不同功率的烙鐵 17 17 烙鐵頭的形狀選擇 烙鐵頭的形狀各異 我們應(yīng)根據(jù)作業(yè)的目的 要求 選擇合適的烙鐵頭 一般小的或不耐高溫的元件 選用較細(xì)較尖的烙鐵頭 焊接相對較大及耐高溫的部件則宜選擇較粗的烙鐵頭 根據(jù)焊接部位的形狀 可以選擇諸如尖頭 圓頭 扁平 橢圓 斜口等形狀的烙鐵頭 18 18 烙鐵頭的形狀 19 19 四 電烙鐵的使用方法 反握法 是用五指把電烙鐵的柄握在掌中 此法適用于大功率電烙鐵 焊接散熱量較大的被焊件 正握法 就是除大拇指外四指握住電烙鐵柄 大拇指順著電烙鐵方向壓緊 此法使用的電烙鐵也比較大 且多為彎型烙鐵頭 握筆法 握電烙鐵如握鋼筆 適用于小功率電烙鐵 焊接小的被焊件 本公司采用握筆法 20 20 21 21 手焊操作的正確姿勢 正確的操作姿勢 可以保證操作者的身心健康 減少勞動傷害 焊接時姿勢應(yīng)端正 背脊挺直 雙眼視線與工作臺面保持約60度的交角 為減少焊劑加熱時揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對人體的危害 減少有害氣體的吸入量 一般情況下 烙鐵到人體的距離應(yīng)不少于20cm 通常以30cm為宜 22 22 更換烙鐵頭的具體步驟 a 首先將烙鐵頭冷卻至200 以下b 用尖嘴鉗將固定烙鐵頭的螺帽套取下放置在清洗海綿上 注意 是夾住烙鐵頭固定螺帽的扁平部分 c 用尖嘴鉗將需更換的烙鐵頭取下放置在清洗海綿上 d 用尖嘴鉗將新的同型號的烙鐵頭安裝在電烙鐵的陶瓷加熱器上 套住電烙鐵的內(nèi)部陶瓷加熱器 e 用尖嘴鉗將固定烙鐵頭的螺帽套裝置在電烙鐵上并扭緊螺帽 f 待溫度達(dá)到200 以上后 在新裝置的烙鐵頭上鍍一層焊錫 以防止新的烙鐵頭驟遇高溫而氧化 g 待溫度達(dá)到規(guī)定溫度范圍后可進(jìn)行焊接作業(yè) 清洗 加熱 焊接 退出 h 當(dāng)需要更換烙鐵頭時 最好選擇相同型號的烙鐵頭 如果使用不同型號的烙鐵頭 會影響烙鐵原有的性能并且損壞發(fā)熱芯及電路板等部件 23 23 五 手工錫焊的四要素 焊接溫度焊接時間焊接角度焊接步驟 24 24 焊接溫度 有鉛焊錫的熔點一般在180 1900C 烙鐵的溫度一般應(yīng)增加30 800C 應(yīng)使焊接溫度大約為230 2700C 這個溫度為焊接點及焊接物的溫度 當(dāng)部件比較大 導(dǎo)熱性能較差時烙鐵的溫度則要相應(yīng)增加 烙鐵溫度過高 焊接時間過長 均有使PCB焊盤脫落 導(dǎo)線膠皮收縮 元件損壞等 烙鐵溫度低 又可能造成虛焊等現(xiàn)象 常用無鉛焊錫的熔點比有鉛高約20 500C 因此焊接溫度應(yīng)相應(yīng)提高20 500C 25 25 焊接時間 合金層厚度在2 5um最結(jié)實焊接時間過長 則焊接點上的焊劑完全揮發(fā) 就失去了助焊作用 合金層將加厚 使焊點變脆 變硬且易折斷 光潔度變白 不發(fā)亮 焊接時間過短 則焊接點的熱量不能使焊料充分熔化 容易造成虛假焊 同時 合金層過薄 使焊接變得力度不夠 所以焊接時間應(yīng)選擇適當(dāng) 一般應(yīng)控制在1S 3S以內(nèi) 26 26 焊接角度 烙鐵頭與焊接面的交角一般情況下應(yīng)保持在45 左右 有時焊接位置旁有較高的元件遮擋 其交角不能保持在45 但通常應(yīng)不超過30 75 的范圍 錫線也應(yīng)與焊接面保持45 左右的交角為宜 45 左右的交角傳熱較快 焊錫及松香熔化后能順利潤濕焊接面 27 27 手工錫焊的焊接步驟 28 28 手工錫焊的焊接步驟 步驟1 將烙鐵頭在含水分的海綿上清理干凈 左手拿錫絲 右手握烙鐵 進(jìn)入備焊狀態(tài) 海綿的作用是清除烙鐵頭部的焊錫屑及氧化物等 海棉含水量要適當(dāng) 含水量過少不能完全清除掉烙鐵頭部的焊錫屑及氧化物 含水量過多不僅不能完全除掉烙鐵頭上的焊錫屑及氧化物 還會因烙鐵頭的溫度急劇下降而產(chǎn)生漏焊 虛焊等焊接不良 烙鐵頭上的水粘到線路板上也會造成腐蝕及短路等 29 29 步驟2 將烙鐵頭放在要焊接的兩個部件之間 同時對兩部件進(jìn)行加熱 步驟3 在加熱了的位置上供給適量的焊錫絲 因焊錫 焊劑的活性作用 焊錫伸展 適當(dāng)?shù)募訜釙蛊?例如零件端子和印刷電路板的焊盤間融合 焊接上 并且 由于表面張力和適量的焊錫 可以使其呈現(xiàn)光滑的有光澤的焊錫流動曲線 30 30 步驟4 移走焊錫絲 當(dāng)錫線熔化一定量后 立即向左上45 方向移開錫線 步驟5 移走烙鐵頭 注意 在焊錫冷卻凝固之前 焊接的部件不能有晃動 否則將影響焊接質(zhì)量 對一些較難焊接的焊接點 為了增強(qiáng)焊接效果 可加涂一些焊劑 并可適當(dāng)增加焊接時間 31 31 快速焊接法 在連續(xù)焊接時 為了加快焊接速度 可將焊接步驟簡化如下 將電烙鐵與焊錫絲同時移向焊接點 在快要接觸焊接點時 用烙鐵頭熔化一段焊錫絲 然后迅速將烙鐵頭接觸焊接點 接著將烙鐵頭在焊接點上移動 使熔化的焊料流布焊接點并滲入被焊物面的縫隙 最后迅速拿開烙鐵頭 完成焊接 32 32 在采用這種快速焊接法時 操作者要熟練掌握焊料的用量及焊接的時間 要在焊劑未完全揮發(fā)之前就完成烙鐵頭在焊接點上的移動及拿開步驟 才能獲得滿意的效果 此方法適用于焊接排線及集成塊等 快速焊接法 33 33 六 焊點質(zhì)量要求 1 防止假焊 虛焊及漏焊 假焊是指焊錫與被焊金屬之間被氧化層或焊劑的未揮發(fā)物及污物隔離 未真正焊接在一起 虛焊是指焊錫只是簡單地依附于被焊金屬表面 沒有形成金屬合金 2 焊點不應(yīng)有毛刺 砂眼及氣泡 毛刺會發(fā)生尖端放電 3 焊點的焊錫要適量 焊錫過多 易造成接點相碰或掩蓋焊接缺陷 焊錫太少 不僅機(jī)械強(qiáng)度低 而且由于表面氧化層隨時間逐漸加深 容易導(dǎo)致焊點失效 34 34 4 焊點要有足夠的強(qiáng)度 應(yīng)適當(dāng)增大焊接面積 5 焊點表面要光滑 良好的焊點有特殊光澤和良好的顏色 不應(yīng)有凹凸不平和波紋狀以及光澤不均勻的現(xiàn)象 6 引線頭必須包圍在焊點內(nèi)部 如線頭裸露在空氣中易氧化侵蝕焊點內(nèi)部 影響焊接質(zhì)量 造成隱患 7 焊點表面要清洗 助焊劑的殘留會吸收潮氣 慢慢腐蝕電路 因此 焊接后要對焊點進(jìn)行清洗 如使用免洗助焊劑 且焊點要求不高 也可不清洗 35 35 8 典型焊點的外觀 36 36 七 常見焊接缺陷及原因分析 37 37 38 38 39 39 40 40 八 烙鐵的保養(yǎng)及維護(hù) 焊接前點檢 1 檢查插頭線路處有無短路現(xiàn)象 檢查電烙鐵接線處螺絲松緊 檢查烙鐵嘴是否氧化 是否凹凸不平影響受熱 2 檢查清潔海綿含水量是否適當(dāng) 半干狀態(tài)為佳 是否臟污 否則進(jìn)行處理 3 檢查烙鐵架上是否有錫渣 若有及時清除 4 檢查烙鐵溫度設(shè)置是否合理 41 41 烙鐵的保養(yǎng)及維護(hù) 工作中 要按照規(guī)定的焊接順序來進(jìn)行焊接 從而使烙鐵頭得到焊錫的保護(hù)而減低它的氧化速度 順序如下 a b c為一個循環(huán) a 焊接前先清潔烙鐵嘴上的舊錫b 進(jìn)行焊接c 無須清洗烙鐵嘴 讓殘留的焊錫留在烙鐵嘴上 直接將烙鐵嘴放回烙鐵架上 42 42 烙鐵的保養(yǎng)及維護(hù) 工作后 1 暫時不用時 先把溫度調(diào)到約250 然后清潔烙鐵頭 再加上一層新錫 起保護(hù)作用 2 較長時間不用時 先按第1項加錫保護(hù)烙鐵頭 然后關(guān)閉電源 清潔烙鐵架及海綿等 43 43 烙鐵的保養(yǎng)及維護(hù) 烙鐵頭要經(jīng)常保持清潔 經(jīng)常用濕布 浸水海綿擦拭烙鐵頭 以保持烙鐵頭良好的掛錫 并可防止殘留助焊劑對烙鐵頭的腐蝕 焊接完畢時 烙鐵頭上的殘留焊錫應(yīng)該繼續(xù)保留 以防止再次加熱時出現(xiàn)氧化層 不焊接時應(yīng)及時將烙鐵嘴放回烙鐵架中 并且注意輕拿輕放 操作中不得敲擊或甩動烙鐵嘴 以免發(fā)熱芯受損及錫珠亂濺 44 44 九 手工錫焊的注意事項 1 必須帶靜電環(huán)操作 人體可產(chǎn)生10000伏以上的靜電 而IC在300伏以上電壓時就會損壞 因此人體靜電需通過地線放電 2 戴手套或指套操作 裸手不能直接接觸機(jī)板及元器件金手指 3 以正確的焊接溫度 焊接角度 焊接順序進(jìn)行焊接 保持適當(dāng)?shù)暮附訒r間 45 45 4 正確地拿取PCB 拿取PCB時手持PCB的邊緣 手不要碰到板上的元件 5 盡量使用低溫焊接 高溫焊接會使烙鐵頭加速氧化 降低烙鐵頭壽命 如果烙鐵頭溫度超過470 它的氧化速度是380 的兩倍 6 焊接時勿施壓過大 焊接時 請勿施壓過大 否則會使烙鐵頭受損 變形 只要烙鐵頭能充分接觸焊點 熱量就可以傳遞 根據(jù)焊點的大小來選擇不同的烙鐵頭 這樣也可使烙鐵頭更好的傳熱 46 46 7 焊錫時不得敲擊或甩動烙鐵嘴 敲擊或甩動烙鐵嘴會使發(fā)熱芯受損及錫珠亂濺 縮短發(fā)熱芯使用壽命 錫珠如果濺到PCBA上可能形成短路 引起電性能不良 8 使用濕水海綿去除烙鐵頭氧化物及多余錫渣 清潔海棉含水量要適當(dāng) 含水量多不僅不能完全除去烙鐵頭上的焊錫屑 還會因為烙鐵頭溫度的急劇下降 這種熱沖擊對烙鐵頭和烙鐵內(nèi)部的加熱元件 損傷很大 而產(chǎn)生漏焊 虛焊等焊接不良 烙鐵頭上的水粘到線路板也會造成線路板的腐蝕及短路等不良 如果水量過少或未進(jìn)行濕水處理 則會使烙鐵頭受損 氧化而導(dǎo)致不上錫 同樣容易造成虛焊等焊接不良 要經(jīng)常檢查海綿中的含水量適當(dāng) 同時每天要進(jìn)行至少3次以上清潔海綿中的錫渣等雜物 47 47 9 焊接時錫量及助焊劑應(yīng)適當(dāng) 焊錫過多 易造成連錫或掩蓋焊接缺陷 焊錫太少 不僅機(jī)械強(qiáng)度低 而且由于表面氧化層隨時間逐漸加深 容易導(dǎo)致焊點失效 助焊劑過多會污染腐蝕PCBA 可能會導(dǎo)致漏電等電氣不良 過少起不到作用 10 經(jīng)常保持烙鐵頭上錫 這樣可以減低烙鐵頭的氧化機(jī)會 使烙鐵頭更耐用 48 48 11 焊劑飛濺 焊錫球的發(fā)生率與焊錫