手動上錫教育培訓課件

上錫上錫技能認定

教育培訓資料上海XXXX精密馬達有限公司生產(chǎn)技術科VER.2

2013/07/071/17１：上錫上錫是：被上錫部分金屬經(jīng)烙鐵加熱，由于【毛細管現(xiàn)象】(注１參照）及【沾濕】（注２參照）現(xiàn)象，被熔化焊錫流動滲入，使之在被焊接金屬與焊錫間部分地結合形成【合金】而接合。另外在JIS的定義是“金屬和金屬結合，利用焊錫合金,母材（被焊接物）不被熔融的結合方法"。一般來說，在銅(Cu)和焊錫（錫鉛/SnPb）間有3～９um金屬化合物（SnCu）生成接合。因此，焊接時并不是被焊接部也一起被熔化而接合，沒有“焊錫越多附著越好”這種說法??簡而言之，３～９um金屬間化合物可理解為焊接后的心臟。

注１：毛細管現(xiàn)象將干的抹布一半浸入水桶，另一半放到桶外，慢慢地水被吸往抹布纖維間，通過抹布轉(zhuǎn)遞，水會滴落在桶外。這同表面張力一樣，液體分子間相互吸引排斥，盡可能減少與空氣接觸表面積引起的現(xiàn)象。注２：沾濕

當金屬上錫時,若焊錫不適應被上錫金屬，那么不可能進行上錫。這個性質(zhì)叫沾濕性[wetting]。根本焊錫和基本金屬（被焊接金屬）的物性是主要原因，被上錫表面被油脂等污染、上錫溫度不足、Flux（松香等）量不足等因素也有影響。2/17２：焊錫

平常我們所說的焊錫是錫（Ｓｎ）與鉛（Ｐｂ）的合金，從無鉛焊錫被使用起稱之為共晶焊錫。（為了便于區(qū)分）這個合金性質(zhì)與單一的錫、鉛的性質(zhì)不同。

例如：錫100%時溫度必須到232℃才能被熔化，鉛100%時溫度必須到327℃才能被熔化??。但是錫含量約６３％（重量比）的鉛合金焊錫即使在較低溫度183℃時也可被熔化??。好比如水在０℃時凝固變成冰，將鹽溶于水后，水即使在0℃以下也沒變成冰。這就是由于鹽溶解于水中后，水的凝固點變低所致，同樣地金屬混合后也會發(fā)生這種現(xiàn)象。下面，為了更好地說明共晶焊錫，以Sn-Pb2元系狀態(tài)圖舉例說明。簡單地說，在2種或3種金屬間，最低溫度熔化、配合稱之為共晶合金。比如說，裝入大豆的容器及裝入米的容器，將這些大豆及米并入一個容器，就這樣的話大豆和米沒有被混合。如果搖晃的話，（這個搖晃給與的能量同通過電烙鐵頭傳遞施加熱量相當??）會有米均等地填充于大豆間隙間的印象?？梢岳斫鉃椋哄a與鉛原子分散組織兩者之間，充分地科學的反應發(fā)生后，機械地混合。共晶的這些說法作為知識掌握。

3/17４：松香Flux

松香是非常重要的。手動上錫是如何使用Flux讓焊錫懸掛著的，說是關于電烙鐵的操作其實也是使用Flux的操作，并不言過其實。松香的主要功用有：①科學地除去金屬表面和熔化焊錫表面的氧化膜和污物表面洗浄作用②降低焊錫表面張力，使粘性變?nèi)酰稿a的沾濕很好(流動)③烙鐵頭碰觸期間，覆蓋金屬表面，防止金屬的再氧化。等等，3點。Flux的熔點約為90℃，于焊錫先被熔化，對被焊接金屬表面清洗。另外，F(xiàn)lux有很多種，通常使用的Flux是由松yani等植物性天然樹脂里添加藥品制成。如果是初學者上錫作業(yè)，注重的是：焊錫絲末端接觸已經(jīng)加熱的烙鐵頭，然后讓焊錫絲熔化。這樣做的話，F(xiàn)lux由于高溫被很快變成蒸汽變成了煙，①②③的工作也隨之蒸發(fā)了。Flux沒有了，焊錫馬上被氧化，濃厚地滿滿地完全流掉了。焊錫絲所含F(xiàn)lux很少，而且因為連續(xù)不斷蒸發(fā)發(fā)揮那個性能是僅僅的1～2秒。在這么短的時間內(nèi)要熔化理想的量焊錫達到理想的形狀。這是很難的，一般熟練者做得好的方法是：焊錫絲分2次供給。先熔化8成左右焊錫絲，等焊錫形成近乎理想形狀后，為了追加Flux，再將剩下2成熔化供給完成焊接，這就是焊接的技巧。薯焊接等焊接不良的修正方法也是供給少量焊錫絲以追加Flux，這種方法比較普通。其它方法，F(xiàn)lux直接涂布使用這種方法也有。使用小的筆或者市場上賣的筆狀物蘸Flux涂布。在基板上插件上錫時，尤其是對于比較小的插件上錫時，因焊錫需要量少，故不能供給充分的Flux。因此為了補充供給Flux，先在基板焊盤處涂布Flux，或在上錫不良修正時涂布Flux。但是，請注意以下幾點：i：Flux對母材金屬可能有腐蝕性；Ii：隨著時間流逝，會吸收空氣中的濕氣，使絕緣電阻劣化，會產(chǎn)生漏電；iii：有毒氣體、惡臭也會發(fā)生基于這些理由，為了讓Flux不成為其它不良發(fā)生的原因，使用時要控制Flux必要最小限度使用量。至于特別的生Flux（加熱也不會活性化的Flux），洗凈除去是很有必要的。5/17５：上錫所不能的另外，因上錫不是焊接，您無法期望達到很大的機械強度，終究只能認為：這僅是為了電氣的導通的接合。因此，上錫后不能施加壓力，如果開裂的話，會產(chǎn)生導通不良，會發(fā)生過熱、冒煙，并且會伴有火花飛濺。這樣說來，上錫后用鉗子切斷長導線是不可以的，正確的話是在上錫之前將導線切斷。

６：電烙鐵電烙鐵是將基板、部品的端子、導線等被焊接母材和焊錫絲加熱至指定溫度（如240~250度）的工具。但是，母材及焊錫的溫度上升與烙鐵的功率數(shù)、烙鐵頭形狀及母材的大小、形狀等全然不同。一般來說，母材大的物件上錫使用熱容量大的烙鐵，小的母材焊接使用熱容量小的烙鐵，（注3：熱容量——參照下面）電烙鐵“大不兼容小”，選擇正好適合的電烙鐵規(guī)格是很重要的。如果可能，在上錫時，烙鐵頭接觸母材時間短，若想作業(yè)性和部品破壞防止更好些，考慮烙鐵頭溫度、烙鐵頭形狀，進行選擇。６－２：電烙鐵使用注意點①烙鐵頭溫度很高，皮膚接觸的話會燙傷。另外，焊錫熔化凝固后到1分鐘這段時間內(nèi)也還有可能是高溫，必須注意此時也不要去接觸它。②同樣，因為電烙鐵是高溫的，故必須放置到所定的烙鐵臺。不要將之放置到工作臺上、煙灰缸里等，防止釀成事故。③使用完成后，烙鐵頭上保留少量焊錫然后切斷電源。這樣做可以防止烙鐵頭氧化延長使用壽命。6/17注３：熱容量

熱容量是物理用語，簡單說來，像與水等一樣地作為熱(度)、量(體積)樣子考慮。一般印象，活心鉛筆芯這個容器與開水，假定如果幾乎沒有開水，可以說活心鉛筆芯這個容器熱容??；如果要是有10cm方形鐵容器的話，因10cm方形鐵容器有很多開水，故可以說熱容大。因此，熱容量大的東西難加熱也難變冷，熱容量小的東西瞬間可很熱，變冷也是很快。７：上錫完成狀態(tài)

１：上錫OK例２：上錫NG例上面的照片是在相同的基板上的上錫焊接，應該是不同的。上錫主要部分就可以說明，上錫重要的是如何制作銅和錫的合金層，上圖右面例子就是初學者為了提高上錫強度而做的。良好的上錫是，外觀閃亮有光澤，形狀就像富士山一樣地是往下擺擴大，稱呼這個下擺擴大的形狀為“下垂傾角”，此詞是在上錫業(yè)界必定出來的言詞。上面右面的照片初看上去很結實，實際上導線和焊錫沒完全適應且沒形成合金層。因此，隨著時間的流逝，實際電流流動最終會引起導通不良、部品脫落等不良。

7/17這張照片是一般的導線上錫，基本來說，不管那種部品，導線或端子的形狀是可見的，這也是上錫的基本。不明白形狀就上錫會形成薯上錫，所以要擅長調(diào)整焊錫絲的量。參見下面所畫簡圖。８：上錫不良因用人的手進行上錫作業(yè)，會有很多不良情況發(fā)生。單純的不僅僅是在工作中零部件（安裝）錯誤的問題，也是電烙鐵和烙鐵頭的選定錯誤等各種各樣的主要原因。下面是一般的不良癥狀和原因?qū)澆?，請參考?/1710/17烙鐵頭與電烙鐵接觸，烙鐵頭的形狀也很重要，結合上錫對象物形狀進行選擇。如果可能，想很大效率地預熱上錫對象物的接觸面積，要想選擇相當1次就能達到最佳的烙鐵頭是很困難的。只是想改變烙鐵頭，「哪個？」那樣的工作就變得簡單了。因為根據(jù)烙鐵頭的形狀熱容量也很大地不同，具有幾種電烙鐵、各種各樣形狀烙鐵頭的話，成本低廉，應用范圍也可擴大。例如，放入浴缸洗澡的水同于想要上錫的母材，注入熱水浴缸里的水變成溫水，熱水注入后的熱水瓶同于電烙鐵。在這里，洗澡浴缸的熱容量與浴缸的大小成比例，如果是小的浴缸，少量的熱水就可變暖和，要是大的浴缸，不注入大量的熱水，水就不可能暖和。另外，熱水瓶的熱容量與其大小也成比例，大的熱水瓶能夠提供較多熱水。這里的熱水瓶口相當于烙鐵頭。粗的瓶口一口氣很快就可將熱水倒完，細的瓶口的話只能微微地花很長時間才能倒完。對大的浴缸，從花磚和水面開始連續(xù)不斷地將熱散掉，微微地注入熱水，到什么時候水的溫度也不上升。反過來，一口氣注入過多的話，洗澡的人會被熱飛起來?？梢灾溃阂脽崴臏囟龋瑹崴靠?烙鐵頭形狀)難道不是很重要的嗎？９：烙鐵頭12/17１１：吸煙機

吸煙機與上錫沒有直接關系，但吸煙裝置是必需品。上錫時應該會有很多煙散發(fā)出來，這個煙是Flux蒸發(fā)后的東西，因Flux中含有對人體有害物質(zhì)，不注意吸入的話，馬上喉嚨疼痛，在人體里鉛的成分也會積蓄而危害身體。房間的換氣當然是很必要的。產(chǎn)生的煙是從下往正上方升，無論如何煙會向上錫作業(yè)人員臉上升，為了防止吸入煙，需要使用局部換氣吸煙機。另外，在上錫作業(yè)完成后必須要對吸煙機清掃。１２：烙鐵頭清掃烙鐵頭清掃是去除付著在烙鐵頭上的焊錫和Flux的氧化物。這個氧化物就這樣付著在烙鐵頭上，上錫作業(yè)的話會帶來各種各樣的惡劣影響，會變成上錫不良的主要要因。因此，上錫作業(yè)1次后必須對烙鐵頭清掃。烙鐵頭清洗工具：主要有海綿類型的東西和鋼絲絨狀的東西。海綿類型的東西吸水使用，水以很輕地絞了的狀態(tài)使用。對初學者，有剛剛沒過來的樣子地吸水的人，因為到近360度溫度上升，持續(xù)不斷蘸水，會突然把烙鐵頭的溫度下降，熱沖擊也會很快地將烙鐵肉消耗掉。另外，因為烙鐵頭溫度回復變化，作業(yè)所用時間加長，作業(yè)性也不好。V形切割和○孔開口形狀海綿較容易將上錫氧化物消除，請使用這種形狀海面。對鋼絲絨狀的東西來說，表面涂有Flux。因不使用水，對減少烙鐵頭溫度下降有利。但是，說不定也有覺得這種方法除去烙鐵頭氧化物費事的人。14/17１３：烙鐵頭溫度烙鐵頭溫度是按照上面照片那樣用烙鐵頭溫度計來測定。使用鉻合金/鋁合金熱電偶來測量溫度。一般來說，上錫時電烙鐵溫度設定：共晶焊錫時340～380度C，無鉛焊錫時360～400度C。但，實際作業(yè)時，也沒有焊錫溫度與烙鐵頭溫度變得相同這種說法。焊錫溫度要上升需要花一定時間，若烙鐵頭接觸時間短的話，焊錫溫度并不上升。一般烙鐵頭溫度低的電烙鐵上錫比較花費時間，高溫電烙鐵上錫作業(yè)時間可以很快，烙鐵頭溫度很高的話，焊錫絲中管狀Flux瞬時蒸發(fā)發(fā)生微小爆炸，焊錫飛散，因此，烙鐵頭設定合適的溫度對保證產(chǎn)品品質(zhì)也是很重要的。

還有，電烙鐵溫度調(diào)節(jié)器溫度刻度或顯示溫度未必正確，故為了對溫度進行管理控制，還是要依據(jù)烙鐵頭溫度計。（最近出來的附有熱電偶的烙鐵頭，也有相當準確的）注４：熱電偶利用Zapecc作用現(xiàn)象進行溫度測定。金屬的溫度上升的話,根據(jù)金屬原子的格子振蕩自由電子的潛在力變化。給予這個溫度傾斜有比例的熱起電力。這個熱起電力，因根據(jù)金屬會有不同,2種不相同的金屬存在溫度差有2點的話，在兩端有與溫度差成比例的電位差出現(xiàn)，測量這個電位差應該作為溫度表示。此時使用的電線狀金屬線2根兩端焊接的線稱之為熱電偶。15/17１４：導線上錫可是，及至那兒的預處理變得很重要。作業(yè)順序追加說明。１：剝線（約３ｃｍ）束起來的銅線是導線的芯線，1根也不要切斷，且剝線時不要損傷。一般修理用的話１～２根被切斷也沒有多大問題。（如果斷了，切斷重做，但過度的話會變得太短。）剝線使用線沖孔模板、鉗子和刀等。例如，如果是使用刀來剝線,刀刃輕輕地接觸導線彎曲成U形的地方，注意不要碰到芯線，然后這樣將導線絕緣層切斷。單芯導線的話很容易將絕緣層剝離，故很簡單。２：擰導線芯線

在一半被剝（竹環(huán)狀絕緣層一半被拔除狀態(tài)）地方，一邊拔絕緣層一邊捻。這樣做是為了手不接觸到芯線，不會將手上的油分付著在芯線上。３：芯線纏繞到上錫端子上（纏上)這是很重要的。芯線穿過空端子孔，纏繞1周以上。（參照圖）纏繞時盡量讓端子與芯線帖實、拉緊纏繞。（這是為了有良好的導通）。咔噠咔噠動的話是不行的。用尖頭鉗或鑷子將之確實纏緊，稍微拉緊只要不再動就OK。請知道：不是焊錫被電氣導通，而是端子和芯線接觸使之導通。４：導線上錫焊接。在上錫１?２?３?４中已經(jīng)說明，利用電烙鐵充分地將端子及芯線加熱。充分加熱的母材一碰到焊錫絲，由于表面張力作用，焊錫被吸入。端子孔填滿程度的量供給焊錫，但是上錫后要能看得出芯線形狀（輪廓）。焊錫絲停止供給后，繼續(xù)觀察端子上焊錫馴染狀態(tài)，漂亮的fillet被形成時脫離電烙鐵。５：焊錫凝固前不能動（碰觸）

好不容易才順利地完成上錫作業(yè)，如在凝固中施加應力，就會變成開裂上錫不良了。16/17關于插件部品焊接，作業(yè)順序以下說明。１：插件部品焊接，基板焊盤1個地方（端子多的場合2個地方）微量預備上錫。（真的是微量，與形成薄薄的焊錫膜差不