手工焊接基礎(chǔ)知識(shí)及焊接注意事項(xiàng)

1、手工焊接基礎(chǔ)知識(shí)及焊接注意事項(xiàng)隨著電子元器件的封裝更新?lián)Q代加快，由原來(lái)的直插式改為了平貼式，連接排線也由 FPC 軟 板進(jìn)行替代，元器件電阻電容經(jīng)過了 1206 ，0805 ，0603 ， 0402 后已向 0201 平貼式， BGA 封裝后已使用了藍(lán)牙技術(shù)，這無(wú)一例外的說明了電子發(fā)展已朝向小型化、微型化發(fā)展， 手工焊接難度也隨之增加，在焊接當(dāng)中稍有不慎就會(huì)損傷元器件，或引起焊接不良，所以我們 的一線手工焊接人員必須對(duì)焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質(zhì)量的評(píng)定，及電子基礎(chǔ)有 一定的了解。一、焊接原理： 錫焊是一門科學(xué)，他的原理是通過加熱的烙鐵將固態(tài)焊錫絲加熱熔化，再借助于助焊劑的作用， 使其

2、流入被焊金屬之間，待冷卻后形成牢固可靠的焊接點(diǎn)。當(dāng)焊料為錫鉛合金焊接面為銅時(shí)，焊料先對(duì)焊接表面產(chǎn)生潤(rùn)濕，伴隨著潤(rùn)濕現(xiàn)象的發(fā)生，焊料 逐漸向金屬銅擴(kuò)散，在焊料與金屬銅的接觸面形成附著層，使兩則牢固的結(jié)合起來(lái)。所以焊錫 是通過潤(rùn)濕、擴(kuò)散和冶金結(jié)合這三個(gè)物理 , 化學(xué)過程來(lái)完成的。1 潤(rùn)濕：潤(rùn)濕過程是指已經(jīng)熔化了的焊料借助毛細(xì)管力沿著母材金屬表面細(xì)微的凹凸和結(jié)晶 的間隙向四周漫流，從而在被焊母材表面形成附著層，使焊料與母材金屬的原子相互接近，達(dá) 到原子引力起作用的距離。引起潤(rùn)濕的環(huán)境條件：被焊母材的表面必須是清潔的，不能有氧化物或污染物。 形象比喻：把水滴到荷花葉上形成水珠，就是水不能潤(rùn)濕荷花。把水

3、滴到棉花上，水就滲透到 棉花里面去了，就是水能潤(rùn)濕棉花。2 擴(kuò)散：伴隨著潤(rùn)濕的進(jìn)行，焊料與母材金屬原子間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象開始發(fā)生。通常原子在 晶格點(diǎn)陣中處于熱振動(dòng)狀態(tài)，一旦溫度升高。原子活動(dòng)加劇，使熔化的焊料與母材中的原子相 互越過接觸面進(jìn)入對(duì)方的晶格點(diǎn)陣，原子的移動(dòng)速度與數(shù)量決定于加熱的溫度與時(shí)間。3. 冶金結(jié)合：由于焊料與母材相互擴(kuò)散，在 2 種金屬之間形成了一個(gè)中間層 - 金屬化合物， 要獲得良好的焊點(diǎn)，被焊母材與焊料之間必須形成金屬化合物，從而使母材達(dá)到牢固的冶金結(jié) 合狀態(tài)。二、助焊劑的作用助焊劑(FLUX )這個(gè)字來(lái)自拉丁文是”流動(dòng)"(Flow in Soldering )。

4、助焊劑主要功能為：1 化學(xué)活性 (Chemical Activity) 要達(dá)到一個(gè)好的焊點(diǎn)，被焊物必須要有一個(gè)完全無(wú)氧化層的表面，但金屬一旦曝露于空氣中回 生成氧化層，這中氧化層無(wú)法用傳統(tǒng)溶劑清洗，此時(shí)必須依賴助焊劑與氧化層起化學(xué)作用，當(dāng) 助焊劑清除氧化層之后，干凈的被焊物表面，才可與焊錫結(jié)合。助焊劑與氧化物的化學(xué)放映有幾種：1 、相互化學(xué)作用形成第三種物質(zhì)；2 、氧化物直接被助焊劑剝離；3 、上述兩種反應(yīng)并存。松香助焊劑去除氧化層，即是第一種反應(yīng)，松香主要成份為松香酸(Abietic Acid )和異構(gòu)雙萜酸 (Isomeric diterpene acids) ，當(dāng)助焊劑加熱后與氧化銅反應(yīng)

5、，形成銅松香( Copper abiet )，是呈綠色透明狀物質(zhì)，易溶入未反應(yīng)的松香內(nèi)與松香一起被清除，即使有殘留，也 不會(huì)腐蝕金屬表面。氧化物曝露在氫氣中的反應(yīng)，即是典型的第二種反應(yīng)，在高溫下氫與氧發(fā)生反應(yīng)成水，減少氧 化物，這種方式常用在半導(dǎo)體零件的焊接上。幾乎所有的有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸都有能力去除氧化物，但大部分都不能用來(lái)焊錫，助焊劑被使用除 了去除氧化物的功能外，還有其他功能，這些功能是焊錫作業(yè)時(shí)，必不可免考慮的。2 熱穩(wěn)定性( Thermal Stability ) 當(dāng)助焊劑在去除氧化物反應(yīng)的同時(shí)，必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜，防止被焊物表面再度氧化，直 到接觸焊錫為止。所以助焊劑必須能承受高溫

6、，在焊錫作業(yè)的溫度下不會(huì)分解或蒸發(fā)，如果分解則會(huì)形成溶劑不溶物，難以用溶劑清洗，W/W 級(jí)的純松香在280 C左右會(huì)分解，此應(yīng)特別3 助焊劑在不同溫度下的活性 好的助焊劑不只是要求熱穩(wěn)定性，在不同溫度下的活性亦應(yīng)考慮。助焊劑的功能即是去除氧化 物，通常在某一溫度下效果較佳，例如 RA 的助焊劑，除非溫度達(dá)到某一程度，氯離子不會(huì)解 析出來(lái)清理氧化物，當(dāng)然此溫度必須在焊錫作業(yè)的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)溫度過高時(shí)，亦可能降低其活性，如松香在超過600 T ( 315 C)時(shí)，幾乎無(wú)任何反應(yīng)，也可以利用此一特性，將助焊劑活性純化以防止腐蝕現(xiàn)象，但在應(yīng)用上要特別注意受熱時(shí)間與溫 度，以確?；钚约兓?。三、焊錫絲的組

7、成與結(jié)構(gòu)我們使用的有鉛 SnPb(Sn63%Pb37%) 的焊錫絲和無(wú)鉛 SAC (96.5%SN 3.0%AG0.5%CU )的焊錫絲里面是空心的，這個(gè)設(shè)計(jì)是為了存儲(chǔ)助焊劑(松香)，使在加 焊錫的同時(shí)能均勻的加上助焊劑。當(dāng)然就有鉛錫絲來(lái)說，根據(jù)SNPB 的成分比率不同有更多中成份，其主要用途也不同：如下表：同樣目前主流的無(wú)鉛錫絲成份也有多種，單從SC和SAC成份來(lái)看：PCB 板上的固定要求。焊錫絲的作用：達(dá)到元件在電路上的導(dǎo)電要求和元件在四、電烙鐵的基本結(jié)構(gòu)烙鐵： （1） 手柄、 （2） 發(fā)熱絲、 （3） 烙鐵頭、 （4） 電源線、 （5） 恒溫控制器、 （6） 烙鐵頭清洗架 電烙鐵的作用：

8、用來(lái)焊接電子原件、五金線材及其它一些金屬物體的工具。五、手工焊接過程1 、操作前檢查（1 ）每天上班前 3-5 分鐘把電烙鐵插頭插入規(guī)定的插座上，檢查烙鐵是否發(fā)熱，如發(fā)覺不熱， 先檢查插座是否插好，如插好，若還不發(fā)熱，應(yīng)立即向管理員匯報(bào)，不能自隨意拆開烙鐵，更 不能用手直接接觸烙鐵頭 .（2 ）已經(jīng)氧化凹凸不平的或帶鉤的烙鐵頭應(yīng)更新的：1 、可以保證良好的熱傳導(dǎo)效果； 2、保證被焊接物的品質(zhì)。如果換上新的烙鐵嘴，受熱后應(yīng)將保養(yǎng)漆擦掉，立即加上錫保養(yǎng)。烙鐵的 清洗要在焊錫作業(yè)前實(shí)施，如果 5 分鐘以上不使用烙鐵，需關(guān)閉電源。海綿要清洗干凈不干凈 的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。

9、（3 ）檢查吸錫海綿是否有水和清潔，若沒水，請(qǐng)加入適量的水（適量是指把海綿按到常態(tài)的 一半厚時(shí)有水滲出，具體操作為：濕度要求海綿全部濕潤(rùn)后，握在手掌心，五指自然合攏即 可），海綿要清洗干凈，不干凈的海綿中含有金屬顆粒，或含硫的海綿都會(huì)損壞烙鐵頭。（4 ）人體與烙鐵是否可靠接地，人體是否佩帶靜電環(huán)。2 、焊接步驟 烙鐵焊接的具體操作步驟可分為五步，稱為五步工程法，要獲得良好的焊接質(zhì)量必須嚴(yán)格 的按下圖五操作。按上述步驟進(jìn)行焊接是獲得良好焊點(diǎn)的關(guān)鍵之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，最容易出現(xiàn)的一種違反操作 步驟的做法就是烙鐵頭不是先與被焊件接觸，而是先與焊錫絲接觸，熔化的焊錫滴落在尚末預(yù) 熱的被焊部位，這樣很容

10、易產(chǎn)生焊點(diǎn)虛焊，所以烙鐵頭必須與被焊件接觸，對(duì)被焊件進(jìn)行預(yù)熱 是防止產(chǎn)生虛焊的重要手段。3 、焊接要領(lǐng)（1 ）烙鐵頭與兩被焊件的接觸方式接觸位置：烙鐵頭應(yīng)同時(shí)接觸要相互連接的 2 個(gè)被焊件（如焊腳與焊盤），烙鐵一般傾斜 45 度，應(yīng)避免只與其中一個(gè)被焊件接觸。當(dāng)兩個(gè)被焊件熱容量懸殊時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整烙鐵傾斜角度， 烙鐵與焊接面的傾斜角越小，使熱容量較大的被焊件與烙鐵的接觸面積增大，熱傳導(dǎo)能力加強(qiáng)。如 LCD 拉焊時(shí)傾斜角在 30 度左右，焊麥克風(fēng)、馬達(dá)、喇叭等傾斜角可在 40 度左右。兩個(gè)被 焊件能在相同的時(shí)間里達(dá)到相同的溫度，被視為加熱理想狀態(tài)。接觸壓力：烙鐵頭與被焊件接觸時(shí)應(yīng)略施壓力，熱傳導(dǎo)強(qiáng)

11、弱與施加壓力大小成正比，但以對(duì)被 焊件表面不造成損傷為原則。（2 ）焊絲的供給方法 焊絲的供給應(yīng)掌握 3 個(gè)要領(lǐng)，既供給時(shí)間，位置和數(shù)量。 供給時(shí)間：原則上是被焊件升溫達(dá)到焊料的熔化溫度是立即送上焊錫絲。 供給位置：應(yīng)是在烙鐵與被焊件之間并盡量靠近焊盤。 供給數(shù)量：應(yīng)看被焊件與焊盤的大小，焊錫蓋住焊盤后焊錫高于焊盤直徑的 1/3 既可。（3 ）焊接時(shí)間及溫度設(shè)置A、 溫度由實(shí)際使用決定，以焊接一個(gè)錫點(diǎn)4秒最為合適，最大不超過 8秒，平時(shí)觀察烙鐵頭, 當(dāng)其發(fā)紫時(shí)候，溫度設(shè)置過高。B、 一般直插電子料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為（350370 度）；表面貼裝物料（SMC） 物料，將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)

12、置為（ 330350 度）C、 特殊物料，需要特別設(shè)置烙鐵溫度。FPC, LCD連接器等要用含銀錫線，溫度一般在290度到 310 度之間。D、 焊接大的元件腳，溫度不要超過380度，但可以增大烙鐵功率。（ 4 ）焊接注意事項(xiàng)A、焊接前應(yīng)觀察各個(gè)焊點(diǎn)（銅皮）是否光潔、氧化等。B、在焊接物品時(shí)，要看準(zhǔn)焊接點(diǎn)，以免線路焊接不良引起的短路4 、操作后檢查： （1）用完烙鐵后應(yīng)將烙鐵頭的余錫在海綿上擦凈。（2 ）每天下班后必須將烙鐵座上的錫珠、錫渣、灰塵等物清除干凈，然后把烙鐵放在烙鐵架 上。（3）將清理好的電烙鐵放在工作臺(tái)右上角。六、錫點(diǎn)質(zhì)量的評(píng)定：1 、標(biāo)準(zhǔn)的錫點(diǎn) :（ 1 ）錫點(diǎn)成內(nèi)弧形（ 2

13、）錫點(diǎn)要圓滿、光滑、無(wú)針孔、無(wú)松香漬（3 ）要有線腳，而且線腳的長(zhǎng)度要在1-1.2MM 之間。（4 ）零件腳外形可見錫的流散性好。（ 5 ）錫將整個(gè)上錫位及零件腳包圍。2 、不標(biāo)準(zhǔn)錫點(diǎn)的判定：（1）虛焊：看似焊住其實(shí)沒有焊住，主要有焊盤和引腳臟污或助焊劑和加熱時(shí)間不夠。（2 ）短路：有腳零件在腳與腳之間被多余的焊錫所連接短路，另一種現(xiàn)象則因檢驗(yàn)人員使用 鑷子、竹簽等操作不當(dāng)而導(dǎo)致腳與腳碰觸短路，亦包括殘余錫渣使腳與腳短路（3）偏位：由于器件在焊前定位不準(zhǔn)，或在焊接時(shí)造成失誤導(dǎo)致引腳不在規(guī)定的焊盤區(qū)域內(nèi)（4 ）少錫：少錫是指錫點(diǎn)太薄，不能將零件銅皮充分覆蓋，影響連接固定作用。,不能確定零（5 ）多錫：零件腳完全被錫覆蓋，及形成外弧形，使零件外形及焊盤位不能見到 件及焊盤是否上錫良好 .（6 ）錯(cuò)件：零件放置的規(guī)格或種類與作業(yè)規(guī)定或BOM 、ECN 不符者，即為錯(cuò)件。（7 ）缺件：應(yīng)放置零件的位置，因不正常的原因而產(chǎn)生空缺。（8 ）錫球、錫渣： PCB 板表面附著多余的焊錫球、錫渣，會(huì)導(dǎo)致細(xì)小管腳短路。（9 ）極性反向：極性方位正確性與加工要求不一致，即為極性錯(cuò)誤。3 、不良焊點(diǎn)可能產(chǎn)生的原因：（1 ）形成錫