3.1 焊接的基本知識

電子產(chǎn)品制造技術(shù)主講教師李水

1第3章電子產(chǎn)品焊接工藝（Ⅰ）3.1焊接的分類和焊錫原理3.2無鉛焊料3.3無鉛助焊劑2本次課主要內(nèi)容35.1焊料5.1.1焊料分類5.1.2錫鉛焊料1.純錫純鉛的特點(diǎn)2.鉛錫合金的特點(diǎn)3.鉛錫合金狀態(tài)圖5.1.3無鉛焊料5.1.4無鉛焊料引發(fā)的新課題3.3.3.3.教學(xué)目標(biāo)1.掌握錫焊焊接機(jī)理

2.掌握無鉛焊料特點(diǎn)、及其引發(fā)的新課題3.了解無鉛助焊劑在當(dāng)今焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用43.1.1

焊接的分類5焊接熔焊電弧焊、氣焊接觸焊超聲波焊、脈沖焊、摩擦焊釬焊硬釬焊焊料的熔點(diǎn)高于450℃軟釬焊焊料的熔點(diǎn)低于450℃使用錫、鉛等低熔點(diǎn)焊料3.1.1焊接的分類釬焊接觸焊熔焊超聲壓焊金絲球焊激光焊63.1.2錫鉛焊料錫（Sn）：材質(zhì)軟、熔點(diǎn)低的金屬，熔點(diǎn)為232℃，純錫較貴，質(zhì)脆而機(jī)械性能差；在常溫下，錫的抗氧化性強(qiáng)。錫容易同多種金屬形成化合物。鉛（Pb）：材質(zhì)軟、淺青白色的金屬，熔點(diǎn)為327℃，機(jī)械性能差。鉛的塑性好，有較高的抗氧化性和抗腐蝕性。鉛對人體有害。71.純錫純鉛的特點(diǎn)3.1.2錫鉛焊料（1）熔點(diǎn)低，有利于焊接；（2）機(jī)械強(qiáng)度高；（3）表面張力小、粘度下降，增大了液態(tài)流動性（4）抗氧化性好，鉛的抗氧化性優(yōu)點(diǎn)在合金中繼續(xù)保持，使焊料在熔化時減少氧化量。82.鉛錫合金的特點(diǎn)共晶點(diǎn)93.鉛錫合金狀態(tài)圖3.1.2錫鉛焊料

Pb-37％、Sn-63％的鉛錫合金稱為共晶焊錫。它的共晶點(diǎn)為183℃，是鉛錫焊料中性能最好的一種。共晶焊料的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度最高，為5.36kg/mm2及3.47kg/mm2

。104.

共晶焊錫3.1.2錫焊原理從微觀角度來分析錫焊過程的物理、化學(xué)變化，錫焊是通過“潤濕”、“擴(kuò)散”、“冶金結(jié)合”三個過程來完成的。11

焊接的物理基礎(chǔ)是“浸潤”，浸潤也叫“潤濕”。液體在與固體的接觸面上攤開，充分鋪展接觸，就叫做浸潤。浸潤過程是形成良好焊點(diǎn)的先決條件。121.浸潤（潤濕）3.1.2錫焊原理錫焊的過程，就是通過加熱，讓鉛錫焊料在焊接面上熔化、流動、浸潤，使鉛錫原子滲透到銅母材（導(dǎo)線、焊盤）的表面內(nèi)，并在兩者的接觸面上形成Cu6-Sn5的脆性合金層。131.合金層的生成3.1.2錫焊原理

在焊接過程中，焊料和母材接觸所形成的夾角叫做浸潤角。2017/9/25課程建設(shè)14不潤濕潤濕浸潤與浸潤角不浸潤焊點(diǎn)152.浸潤與浸潤角3.1.2錫焊原理××3.1.2錫焊原理伴隨著熔融焊料在被焊面上擴(kuò)散的潤濕現(xiàn)象還出現(xiàn)焊料向固體金屬內(nèi)部擴(kuò)散的現(xiàn)象。2024年8月15日16

2.擴(kuò)散（縱向流動）PbSn表面擴(kuò)散向晶粒內(nèi)擴(kuò)散分割晶粒擴(kuò)散選擇擴(kuò)散表面擴(kuò)散、晶內(nèi)擴(kuò)散、分割晶粒擴(kuò)散、選擇擴(kuò)散示意圖Cu表面熔融Sn/Pb焊料側(cè)晶粒3.1.2錫焊原理3.1.2錫焊原理擴(kuò)散的結(jié)果使錫原子和被焊金屬銅的交接處形成合金層，從而得到一個牢固可靠的焊接點(diǎn)。2024年8月15日18

溫度超過300℃時，金屬間結(jié)合層Cu31Sn8、Cu8Sn低溫（250~300℃）金屬間結(jié)合層Cu3Sn和Cu6Sn5

3.合金層（界面層）

⑴焊件必須具有良好的可焊性可焊性是指在適當(dāng)溫度下，被焊金屬材料與焊錫能形成良好結(jié)合的合金的性能。⑵焊件表面必須保持清潔——絕對必要條件⑶要使用合適的助焊劑助焊劑的作用是輔助熱傳導(dǎo)、去除氧化物、降低表面張力、防止再氧化。通常采用以松香為主的助焊劑。193.錫焊必須具備的條件3.1.2錫焊原理

⑷焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟冗m當(dāng)?shù)臏囟仁瑰a、鉛原子獲得足夠的能量滲透到被焊金屬表面的晶格中而形成合金。⑸合適的焊接時間焊接時間是指在焊接全過程中，進(jìn)行物理和化學(xué)變化所需要