电子装联工艺教程-单元3焊接工艺
电子装联工艺技术课件
μm/s
Au 7 6 5 4 3 2 1
Cu Ag
Pb
Pt Ni
0
200
300
400
500
Sn-Pb焊料中各种金属的溶解速度
.
℃
11
2.3 IPC-J-STD-001D对镀金引线除金的规定
对于具有2.5μm或更厚金层的通孔元件引线，在焊接前，应去除至少95%被 焊表面的金层；
对于表面贴装元器件，不管金层厚度为多少，在焊接前，应去除至少95% 被焊表面的金层；
产品，不允许停歇，最终使用环境异常苛刻。需要时产品必须有效，例如生 命救治和其它关键的设备系统。
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6
1.3 电子装联工艺的组成
随着电子技术的不断发展和新型元器件的不断出现，电子装联技术也在不断 变化和发展。
➢ 电子装联工艺的组成
➢ 电子装联工艺的质量控制
.
7
电子装联工艺的组成
.
8
电子装联质量控制
.
4
.
5
1.2 电子产品的分级
按IPC-STD-001“电子电气组装件焊接要求”标准规定，根据产品最终使用条 件进行分级。
➢ 1级（通用电子产品）：指组装完整，以满足使用功能主要要求的产品。 ➢ 2级（专用服务类电子产品）：该产品具有持续的性能和持久的寿命。需要不
间断的服务，但不是主要的。通常在最终使用环境下使用不会失效。 ➢ 3级（高性能电子产品）：指具有持续的高性能或能严格按指令运行的设备和
.
10
2.2 元器件引线搪锡工艺
锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层，其厚度 为5～7μm。
镀金引线的搪锡（除金）：
金镀层是抗氧化性很强的镀层，与SnPb焊料 有很好的润湿性，但直接焊接金镀层时， SnPb合金对金镀层产生强烈的溶解作用，金 与焊料中的Sn金属结合生成AuSn4合金，枝晶 状结构，其性能变脆，机械强度下降。为防 止金脆现象出现，镀金引线在焊接前必须经 过搪锡除金处理。
焊接工艺操作方法
焊接工艺操作方法通常包括以下几个关键步骤：
1. 准备工作：需要准备好所有焊接所需的工具和材料，包括被焊件、电烙铁、焊锡丝、烙铁架等，并将它们放置在方便操作的位置。
在焊接前，应确保元器件的引线清洁并预先镀锡以便焊接。
2. 加热：将烙铁加热到适当的温度，使其能够熔化焊锡。
烙铁头要保持清洁并处于带锡状态，即随时可以焊接的状态。
3. 施焊：将烙铁头和焊锡丝靠近焊接点，使焊锡熔化并流动到焊接部位。
一般左手拿焊锡丝，右手拿电烙铁，确保焊锡和烙铁头同时接触到焊点。
4. 保护：在焊接过程中，药皮会不断分解、熔化，生成气体及溶渣，这些物质会保护焊条端部、电弧、熔池及其周围区域，防止氧化。
5. 清理：焊接完成后，需要清理掉焊接部位的残留物，如焊渣等，以确保焊接点的整洁和牢固。
6. 检查：检查焊接点是否牢固，有无虚焊或冷焊现象，确保焊接质量符合要求。
7. 冷却：让焊接点自然冷却，避免因快速冷却导致的焊接质量问题。
8. 测试：对焊接部位进行必要的电气性能测试，确保焊接达到了预期的功能要求。
9. 整理：完成焊接后，应及时关闭电源，清理工作场所，妥善存放工具和材料。
需要注意的是，不同的焊接方法（如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等）适用于不同的工件材质、牌号、化学成分、结构类型和焊接性能要求。
因此，在选择焊接方法时，应根据具体的焊接需求和条件来确定最合适的焊接工艺。
电子装联工艺技术课件
3.1.1 安装原则
元器件在PCB上安装的形式多样，但都必须符合产品质量和可靠性要求，遵守有关原则：
元器件安装应满足产品力学和气候环境条件的要求； 疏密均匀、排列整齐、不允许立体交叉和重叠； 轴向引线元器件必须平行于板面安装，非轴向引线的元器件原则上不得水平安装； 金属壳体元器件应能与相邻印制导线和导体元器件绝缘。 元器件之间要保持合理的安全间隙或套套管； 大质量元器件的加固； 大功率元器件的散热和悬空安装； 热敏元器件安装，应远离发热元件或隔热措施； 静电敏感元器件安装，采取防静电措施； 元器件安装后，不得挡住其它元器件引线，以便于拆装、清洗；
小型，超小型器件的出现和推广应用，促进了高密度组装技术的发展，也模糊了一 级封
装和二级组装之间的界限。同时对电子产品的设计、组装工艺、组装设备等提出了更新 更高的要求。
1.2 电子产品的分级
按IPC-STD-001“电子电气组装件焊接要求”标准规定，根据产品最终使用条 件进行分级。
1级（通用电子产品）：指组装完整，以满足使用功能主要要求的产品。 2级（专用服务类电子产品）：该产品具有持续的性能和持久的寿命。需要不 间断的服务，但不是主要的。通常在最终使用环境下使用不会失效。 3级（高性能电子产品）：指具有持续的高性能或能严格按指令运行的设备和 产品，不允许停歇，最终使用环境异常苛刻。需要时产品必须有效，例如生 命救治和其它关键的设备系统。
配合的唯一性。
热剥工艺造成的绝缘层变色是允许的，但不应烧焦发黑。 化学剥除绝缘层仅适用于单股实芯导线的端头处理，处理后应立即进行中和、 清洗；
屏蔽导线屏蔽层的处理应符合产品技术要求，处理方法应符合有关标准的要求。
电子装联工艺技术
保持一定的弯曲半径，以消除应力影响； 保持元器件本体或熔接点到弯曲点的最小距离至少为2倍
的引线直径或厚度，但不得小于0.75mm。 引线成形后的尺寸与PCB安装孔孔距相匹配； 引线直径大于1.3mm时，一般不可弯曲成形，小于1.3mm的硬引线（回火处
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.2 安装次序 先低后高、先轻后重、先非敏感元器件后敏感元件、先
表面安装后通孔插装、先分立元器件后集成电路。
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.3安装要求 安装高度要符合产品防震、绝缘、散热等要求及设计文件要求； 元器件加固要求：7g、3.5g及设计工艺文件的规定； 接线端子、铆钉不应作界面或层间连接用，导通孔（金属化孔）不能安装元器件； 一孔一线，孔径与引线直径的合理间隙（0.2～0.4mm） 空心铆钉不能用于电气连接； 元器件之间有至少为1.6mm的安全间距； 元器件安装后，引线伸出板面的长度应为1.5±0.8mm； 元器件安装后，引线端头采用弯曲连接时，引线弯曲长度为3.5 ～5.5d； 如底面无裸露的电路(印制导线)；元件可贴板安装(玻璃二极管除外),如底面有裸露电路,
2.2 元器件引线搪锡工艺
锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层，其厚度
为5～7μm。 镀金引线的搪锡（除金）：
Cu μm/s
金镀层是抗氧化性很强的镀层，与SnPb焊料
Ag Au
7
有很好的润湿性，但直接焊接金镀层时，
6
Pb
5
SnPb合金对金镀层产生强烈的溶解作用，金
4
Pt 3
与焊料中的Sn金属结合生成AuSn4合金，枝晶 2
对于表面贴装元器件，不管金层厚度为多少，在焊接前，应去除至少95% 被焊表面的金层；
电子装联工艺教程-单元3焊接工艺
单元 3 焊接工艺焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。
焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。
优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响的电子设备可靠性。
随着电子产品复杂程度的提高，使用的元器件越来越多，有些电子产品（尤其是有些大型电子设备）要使用几百上千个元器件，焊点数量则成千上万。
而一个不良焊点都会影响整个产品的可靠性。
焊接质量是电子产品质量的关键。
因此，掌握熟练焊接操作技能对于生产一线的技术人员是十分重要的。
本单元主要介绍锡铅焊接的基础知识、焊料和焊剂的选用、手工焊接技术和自动焊接技术等内容。
并安排了焊接训练。
3-1焊接的基础知识3-1-1锡焊分类及特点焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。
1．熔焊熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。
如电弧焊、气焊等。
2．接触焊在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)完成焊接的方法。
如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。
3．钎焊钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。
钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。
使用焊料的熔点高于4500C的焊接称硬钎焊；使用焊料的熔点低于4500C的焊接称软钎焊。
电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的一种，主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料，因此俗称“锡焊”。
3-1-2焊接的机理电子线路的焊接看似简单，似乎只不过是熔融的焊料与被焊金属（母材）的结合过程，但究其微观机理则是非常复杂的，它涉及物理、化学、材料学、电学等相关知识。
熟悉有关焊接的基础理论，才能对焊接中出现的各种问题心中有数，应付自如，从而提高焊点的焊接质量。
所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度，依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金结合的一种过程。
电子工艺-(焊接工艺)
焊接
剪脚
检查
修整
元器件整形机
手工插件生产线
手工浸锡炉
电路板剪脚机
2．印制电路板自动装配工艺流程 （1）单面印制电路板装配
整形
插件
波峰 焊
修板
ICT
后配
掰板 点检
PCT
（2） 单面混装印制电路装配
点胶
Hale Waihona Puke 贴片固化翻版 跳线
卧插
竖插
波峰 焊
修板
自动化装配生产线常用的设备
跳线机、轴向插件机（插竖装元件）
（2）化纤或棉制工作服与工作台面、座椅摩擦时，可在服装表面产生6000V以 上的静电电压，并使人体带电。
（3）橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013Ω，当与地面摩擦时产生静电，并使 人体带电。
（4）树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放入包装中运输时，器件表面与包装材料摩擦能
产生几百伏的静电电压，对敏感器件放电。
漏。
（8）电子生产设备和工具方面，例如电烙铁、波峰焊机、回流焊炉、贴装机、调试和检
测等设备内的高压变压器、交／直流电路都会在设备上感应出静电。烘箱内热空气循环流动 与箱体摩擦、CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。
3．静电敏感器件(SSD) 对静电反应敏感的器件称为静电敏感元器件(SSD)。静电敏感器件主要是指超大规 模集成电路，特别是金属化膜半导体(MOS电路)。
4.4 手工焊接工艺
手工焊接是每一个电子装配工必须掌握的技术，也是业余维修人员的一项技艺， 正确选用焊料和焊剂，根据实际情况选择焊接工具，是保证焊接质量的必备条件。
4.4.1 焊料与焊剂
1．焊料
能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属或合金都叫焊料。 常用的锡铅焊料中，锡占62.7%，铅占37.3%。这种配比的焊锡熔点和凝固点都是 183℃，可以由液态直接冷却为固态，不经过半液态，焊点可迅速凝固，缩短焊接时 间，减少虚焊，该点温度称为共晶点，该成分配比的焊锡称为共晶焊锡。共晶焊锡 具有低熔点，熔点与凝固点一致，流动性好，表面张力小，润湿性好，机械强度高， 焊点能承受较大的拉力和剪力，导电性能好的特点。
电子装联工艺技术课件
1 概述
电子产品装联工艺是指用规定的电子元器件和零、部（组）经过电子 及机械的装配和连接，使电子产品满足设计任务书要求的工艺技术。 因此，没有一整套较为先进成熟的、可操作性的电子装联工艺技术， 是不可能保证电子装联的高质量和电子产品的可靠性。
1.1 电子装联工艺技术的发展概况
装联工艺的发展阶段
电路基板 组装设计
单（多）层印刷电路板、陶瓷、瓷釉金属板、夹层板等； 电设计、热设计、元器件布局、基板图形布线设计等；
组装工艺
组装材料：粘接剂、焊料、焊剂、清洗剂等； 组装工艺：组装方式、组装工艺流程、焊接技术、检测技术等； 组装技术：涂覆技术、贴装技术、焊接技术、清洗技术、检测技术等； 组装设备：涂覆设备、贴装机、焊接机、清洗机、测试设备等；
产品，不允许停歇，最终使用环境异常苛刻。需要时产品必须有效，例如生 命救治和其它关键的设备系统。
1.3 电子装联工艺的组成
随着电子技术的不断发展和新型元器件的不断出现，电子装联技术也在不断 变化和发展。
➢ 电子装联工艺的组成 ➢ 电子装联工艺的质量控制
电子装联工艺的组成
电子装联质量控制
2 装联前的准备工艺
2.1 元器件引线的可焊性检查
可焊性是衡量元器件和PCB焊接部位是否可以顺利发生焊接过程的重要特征之一，是保证 焊点质量，防止焊点缺陷的重要条件。
可焊性检查主要有以下三种方法
焊槽法（垂直浸渍法） 焊球法（润湿时间法） 润湿称量法（GB/T2423.32-2008）
IEC60068-2-58试验Td：表面安装元器件的可焊性、金属化层耐熔蚀和耐焊接热 标准试验条件：可焊性试验温度235℃ 耐焊接热试验温度260℃
组装系统控制与管理
组装生产线或系统组成、控制与管理等；
电子元件焊接工艺流程
电子元件焊接工艺流程电子元件的焊接是电子制造中非常重要的一个工艺环节，正确的焊接工艺能够保证电子产品的质量和可靠性。
下面将介绍一种电子元件的常用焊接工艺流程。
一、准备工作1. 准备焊接所需的材料和工具，包括焊接台、焊锡丝、刷子、钳子等。
2. 检查焊接电路板，确保电路板的焊点无异常。
二、对焊接材料进行处理1. 清洁焊锡丝：将焊锡丝放入焊台加热后，用刷子刷净焊锡丝表面的氧化物和积污。
2. 提取焊锡：用钳子从焊锡丝中提取出合适长度的焊锡。
三、进行焊接1. 烙铁升温：将烙铁插入焊台并开启电源，等待烙铁升温至适宜的温度。
2. 清洁焊线：用烙铁将焊锡丝熔化，然后用刷子将焊锡丝熔化的焊锡沾在烙铁的头上，从而清洁烙铁头。
3. 上焊锡膏：用刷子将焊锡膏均匀涂抹在电子元件的焊点上，以增强焊点的粘附力和导热性。
4. 焊接电子元件：用烙铁将焊点预热，然后将焊锡蜡块或焊锡丝放在焊点上，等待焊锡融化并覆盖焊点。
然后将电子元件放在焊锡上，用烙铁进行焊接。
焊接时间一般为3-5秒。
5. 进行视觉检查：焊接完成后，用放大镜或显微镜检查焊点是否焊接到位、焊锡是否均匀。
如有问题，应及时进行修复。
四、清洁和修整1. 清理焊锡残渣：将焊台中的焊锡残渣用刮刀或刷子清除。
2. 对焊点进行修整：对焊点进行二次焊接或修复，确保焊点的牢固可靠。
五、检验和包装1. 对焊接的电子元件进行电气性能测试，以确保其质量和可靠性。
2. 进行视觉检查，确保电子元件的外观和焊点质量符合要求。
3. 完成检验后，将焊接的电子元件进行包装和封装，以保护其免受外部环境的影响。
上述是一种常用的电子元件焊接工艺流程。
在实际应用中，由于不同的电子元件和焊接需求，可能会有所不同。
因此，在进行焊接之前，应根据实际情况进行工艺流程的调整和修改，并严格按照相关标准和规范进行操作，以确保焊接质量和产品的可靠性。
同时，焊接操作时应注意安全措施，避免对人身或设备造成伤害。
六、常见的问题及解决方法在电子元件的焊接过程中，常会遇到一些问题，下面列举了几种常见问题及其解决方法：1. 焊点不牢固：焊点未完全润湿电子元件的焊盘或焊接区域，可能是焊接温度不够高或焊接时间不够长，解决方法是增加焊接温度或延长焊接时间。
第11章电子装配及焊接工艺
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11.2 安装
11.2.1 安装的基本要求
（1）保证导通与绝缘的电气性能 要使得电气连接的通、断在搬运及正常使用时（温度、湿度、 长期工作等自然条件变化的环境）均能保证通者恒通、断者 恒断，而不仅仅是安装以后用万用表测试的结果。 （2）保证机械强度 电子产品在使用过程中不可避免地需要运输和搬动，会发生 各种有意或无意的震动、冲击，如果机械安装不够牢固，电 气连接不够可靠，都有可能因为加速运动的瞬间受力使电路 受到损害。
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11.1 印刷板基础知识
5．导线的布局顺序
在印制导线布局的时候，应该先考虑信号线，后考虑电源线 和地线。因为信号线一般比较集中，布置的密度也比较高， 而电源线和地线比信号线宽很多。对长度的限制要小一些。 接地在模拟电路板上普遍应用，有些元器件使用大面积的铜 箔地线作为静电屏蔽层或散热器(不过散热量很小)。
（1）单面板：仅一面有导电图形的印制电路板。
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11.1 印刷板基础知识
（2）双面板：两面都有导电图形的印制电路板。 （3）多层板：有三层以上相互连接的导电图形层，层与层 之间用绝缘材料相隔，经黏合后而成的印制电路板，层间电 路通过金属孔互连。 3．印制电路板的质量检验 判断印制电路板质量的好坏可以从以下几个方面检验 （1）电气性能检验 连通性能 一般可以使用万用表对导电图形的连通性能进行检验，重点 是双面板的金属化孔和多层板的连通性能。 绝缘性能 检测同一层不同导线之间或不同层导线之间的绝缘电阻，以 确认印制板的绝缘性能。
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11.1 印刷板基础知识
电子元件组装与焊接工艺标准.pptx
▪ 由于设计需要而高出板面安装的元件,与板面间距最小1.5毫米。 如:高散热元件。
▪ 由于设计需要而高出板面安装的元件,应弯曲引脚 或用其它 机械 支撑以防止从焊盘上翘起。
不接受
▪ 由于设计需要而高出板面安装的元件,未弯曲引脚或用其它机械 支撑以防止从焊盘上翘起.
▪ 装配于印刷线路板表面的元件离板面的高度小于1.5毫米.
1 ▪ 绝缘封套裂口或断裂，起不到防止短路的作用。
2 ▪ 与导线交叉的引脚未按规定加绝缘封套。
5.2 元器件的损伤、损伤成形不超过引脚直径的10%。
图35
电子元件组装与焊接工艺标准 第 12 页共 32 页
图36
不接受
▪ 元件引脚的损伤超过了引脚直径的10%。
▪ 元件管脚由于多次成形或粗心操作造成的引脚形变。
▪ 封装体上的残缺导致裂痕使硅片暴露。
电子元件组装与焊接工艺标准 第 13 页共 32 页
图40 图41 图42 图43
不接受
▪ 元件的表面已损伤。
不接受
▪ 元件表面的绝缘涂层受到损伤，造成元件内部的金属 材质暴露在外，元件严重变形。
不接受
▪ 玻璃封装上的残缺引起的裂痕延伸到管脚的密封处。
可接受
▪ 元件体有轻微的刮痕、残缺，但元件的基材或功能部位 没有暴露在外。元件的结构完整性没有受到破坏。 电子元件组装与焊接工艺标准 第 14 页共 32 页
图63 图64
图66
不接受
▪ 表面残留了灰尘和颗粒物质，如：灰尘、纤维丝 ▪ 渣滓、金属颗粒等。
不接受
▪ 焊点及周围有白色结晶。
不接受
▪ 在印刷板表面有白色残留物。 ▪ 在焊接端子上或端子周围在白色残留物存在。
电子装联系列-焊接技术
散热，避免烙铁头“烧死”。对已“烧死”的烙铁头，应按新烙铁的要求重新上
锡。
(5) 烙铁头使用较长时间后会出现凹槽或豁口，应及时用锉刀修整，否则会
影响焊点质量。对多次修整的烙铁头，应及时更换，否则会使烙铁头温度过高。
(6) 在使用过程中，电烙铁应避免敲打碰跌，因为在高温时的振动，最易使
烙铁芯损坏。
五、手工焊接工艺
电子装联系列讲义
1
手工焊接技术
本文列出了电子装联手工焊接全过程的工艺技术要求。 本文既适用于电子装联中小批量、多品种印制板的组装连接；也适用于整机、 机柜的组装连接及导线、电缆的连接操作、检验和验收。
一、概述
焊接通常分为熔焊、钎焊、及接触焊三大类，在电子装联中主要使用的是钎 焊。
钎焊按照使用焊料熔点的不同分为硬焊（焊料熔点温度高于 450℃）和软焊 （焊料熔点低于 450℃）
图 1 焊锡桥作用 (a) 无焊锡桥作用，接触面小，传热慢； (b) 焊锡桥作用，大面积传热，速度快
图 2 焊锡量的掌握
(a) 焊锡过多、浪费；
(b) 焊锡过少，焊点强度差；
(c) 合适的焊锡量，合格的焊点。
6
电子装联系列讲义
7
图 3 烙铁撤离方向和焊锡量的关系
(a) 烙铁轴向 45°撤离； (b) 向上撤离；
1
电子装联系列讲义
2
温度过低，会造成虚焊。温度过高，会损坏元器件和印制电路板。合适的温
度是保证焊点质量的重要因素。在手工焊接时，控制温度的关键是选用具有适当
功率的电烙铁和掌握焊接时间。电烙铁功率较大时应适当缩短焊接时间，电烙铁
功率较小时可适当延长焊接时间。根据焊接面积的大小，经过反复多次实践才能
把握好焊接工艺的两个要素。焊接时间短，会使温度太低，焊接时间过长，会使
电子产品焊接工艺流程
电子产品焊接工艺流程电子产品焊接工艺流程是指在电子产品制造过程中，对电子元器件进行焊接的操作流程。
焊接是将两个或多个金属部件连接在一起的过程，通过焊接可以提高电子产品的稳定性和可靠性，使其具备更好的性能和使用寿命。
电子产品焊接工艺流程主要包括以下几个步骤：准备工作、焊接检查、焊接准备、焊接操作、焊接检验和产品测试。
首先，进行准备工作。
在开始焊接之前，需要确认所需焊接的电子元器件是否齐全，并检查焊接工具和设备是否正常工作。
另外，还需要准备焊接材料，如焊锡、焊剂等。
接下来，进行焊接检查。
焊接检查是为了确保要焊接的元件和电子产品不存在损坏或缺损情况，以免影响焊接的质量和效果。
对于一些对焊接质量要求较高的元器件，还需要进行焊接性能测试。
然后，进行焊接准备。
焊接准备包括清洁焊接区域、清除焊接区域的氧化物和杂质等工作。
清洁的焊接区域可以提高焊接的质量和效果。
接下来，进行焊接操作。
焊接操作是焊接工艺流程中最关键的一步。
在进行焊接操作时，必须保证元件和焊接区域处于适当的温度和湿度条件下。
对于手工焊接，操作人员必须熟练掌握焊接技巧和要领，确保焊接质量和效果。
完成焊接操作后，需要进行焊接检验。
焊接检验是为了验证焊接质量和效果是否符合规定标准和要求。
可以通过目测检查焊接点是否光亮、焊接是否牢固等来进行初步检验。
对于高要求的焊接质量，还需要进行其他检测手段，如X光检测和金相检测等。
最后，进行产品测试。
产品测试是为了验证焊接的结果和效果，并检查电子产品的性能是否稳定和可靠。
产品测试可以通过使用测试仪器和设备进行，如万用表、示波器等。
综上所述，电子产品焊接工艺流程是整个电子产品制造过程中非常重要的一环。
通过正确的焊接工艺操作和质量控制，可以提高电子产品的稳定性和可靠性，从而满足用户对电子产品的需求和要求。
因此，焊接工艺流程的规范和标准化对于提高电子产品质量和市场竞争力具有重要意义。
此外，电子产品焊接工艺流程中还需要注意一些细节，以确保焊接质量和效果。
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单元 3 焊接工艺焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。
焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。
优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响的电子设备可靠性。
随着电子产品复杂程度的提高，使用的元器件越来越多，有些电子产品（尤其是有些大型电子设备）要使用几百上千个元器件，焊点数量则成千上万。
而一个不良焊点都会影响整个产品的可靠性。
焊接质量是电子产品质量的关键。
因此，掌握熟练焊接操作技能对于生产一线的技术人员是十分重要的。
本单元主要介绍锡铅焊接的基础知识、焊料和焊剂的选用、手工焊接技术和自动焊接技术等内容。
并安排了焊接训练。
3-1焊接的基础知识3-1-1锡焊分类及特点焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。
1．熔焊熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。
如电弧焊、气焊等。
2．接触焊在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)完成焊接的方法。
如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。
3．钎焊钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。
钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。
使用焊料的熔点高于4500C的焊接称硬钎焊；使用焊料的熔点低于4500C的焊接称软钎焊。
电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的一种，主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料，因此俗称“锡焊”。
3-1-2焊接的机理电子线路的焊接看似简单，似乎只不过是熔融的焊料与被焊金属（母材）的结合过程，但究其微观机理则是非常复杂的，它涉及物理、化学、材料学、电学等相关知识。
熟悉有关焊接的基础理论，才能对焊接中出现的各种问题心中有数，应付自如，从而提高焊点的焊接质量。
所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度，依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金结合的一种过程。
从微观的角度分析，焊接包括两个过程：一个是润湿过程，另一个是扩散过程。
1.润湿(横向流动)又称浸润，是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。
浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。
金属表面看起来是比较光滑的，但在显微镜下面看，有无数的凸凹不平、晶界和伤痕，的焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的，因此焊接时应使焊锡流淌。
流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜，焊锡紧跟其后，所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。
润湿的好坏用润湿角表示，如图3—1所示。
图3-1 润湿好坏的示意图a）θ>90°不润湿 b）θ=90°润湿不良 c）θ<90°润湿良好从以上叙述可知，润湿条件之一是被焊金属表面必须保持清洁。
只有这样，焊料和被焊金属的原子才可以自由地相互吸引。
2.扩散(纵向流动)伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。
例如，用锡铅焊料焊接铜件，焊接过程中既有表面扩散，又有晶界扩散和晶内扩散。
锡铅焊料中的铅只参与表面扩散，而锡和锏原子相互扩散，这是不同金属性质决定的选择扩散。
正是由于这种扩散作用，在两者界面形成新的合金，从而使焊料和焊件牢固地结合。
3.合金层(界面层)扩散的结果使锡原子和被焊金属铜的交接处形成合金层，从而形成牢固的焊接点。
以锡铅焊料焊接铜件为例。
在低温(250～300℃)条件下，铜和焊锡的界面就会生成Cu3Sn和Cu6Sn5。
若温度超过300℃，除生成这些合金外，还要生成Cu31Sn8等金属间化合物。
焊点界面的厚度因温度和焊接时间不同而异，一般在3~10um之间。
图3—2所示是锡铅焊料焊接紫铜时的部分断面金属组织的放大说明。
图3-2 锡铅焊料焊接紫铜组织的说明图图3—2说明：在温度适当时，焊接会生成Cu3Sn、Cu6Sn5；当温度过高时，会生成Cu31Sn8等其他合金。
这是由于温度过高而使铜熔进过多，这对焊接部位的物理特性、化学性质尤其对机械特性及耐腐蚀性等有很大影响。
从焊点表面看，过热或时间过长会使焊料表面失去特有的金属光泽，而使焊点呈灰白色，形成颗粒状的外观。
同时，靠近合金层的焊料层，其成分发生变化，也会使焊料失去结合作用，从而使焊点丧失机械、电气性能。
正确的焊接时间为2～5s，且一次焊成。
切忌时间过长和反复修补。
图3-3是元件焊接的合金层生成示意图，只有在焊锡和元件的交接面形成的合金层，才能使焊锡与元件牢固连接；只有焊锡与焊盘金属的表面有合金层形成，焊锡才能牢固的附着在PCB 板上；只有这两个合金层都很好，才能使元件牢固的固定在PCB的焊盘上。
图3-3焊接元件的合金层示意图3-1-3焊接要素焊接是综合的、系统的过程，焊接的质量取决于下列要素：1)焊接母材的可焊性所谓可焊性，是指液态焊料与母材之间应能互相溶解，即两种原子之间要有良好的亲和力。
两种不同金属互熔的程度，取决于原子半径及它们在元素周期表中的位置和晶体类型。
锡铅焊料，除了含有大量铬和铝的合金的金属材料不易互溶外，与其他金属材料大都可以互溶。
为了提高可焊性，一般采用表面镀锡、镀银等措施。
2)焊接部位清洁程度焊料和母材表面必须“清洁”，这里的“清洁”是指焊料与母材两者之间没有氧化层，更没有污染。
当焊料与被焊接金属之间存在氧化物或污垢时，就会阻碍熔化的金属原子的自由扩散，就不会产生润湿作用。
元件引脚或PCB焊盘氧化是产生“虚焊”的主要原因之一。
3)助焊剂助焊剂可破坏氧化膜、净化焊接面，使焊点光滑，明亮。
电子装配中的助焊剂通常是松香。
4)焊接温度和时间焊锡的最佳温度为250±5ºC，最低焊接温度为240ºC。
温度太低易形成冷焊点。
高于260ºC 易使焊点质量变差。
焊接时间：完成润湿和扩散两个过程需2~3S，1S仅完成润湿和扩散两个过程的35%。
一般IC、三极管焊接时间小于3S，其他元件焊接时间为4~5S。
5)焊接方法焊接方法和步骤非常关键。
见第四节。
3-2 焊料、助焊剂、阻焊剂焊料和焊剂的性质和成分、作用原理及选用知识是电子组装工艺技术中的重要内容之一，对保证焊接质量具有决定性的影响。
3-2-1焊料凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整体的金属的合金都叫焊料。
根据其组成成分，焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料。
按熔点，焊料又可以分为软焊料（熔点在450℃以下）和硬焊料（熔点在450℃以上）。
在电子装配中常用的是锡铅焊料。
通常所说的焊锡是一种锡和铅的合金，它是一种软焊料。
焊锡可以是二元合金、三元合金或四元合金。
1.锡、铅合金的状态曲线纯锡能与其他多种的金属有良好的亲和力，熔化时与焊接母材金属形成化合物合金层IMC。
许多元件的引脚是铜材料，这种合金层是Cu6Sn5，这种化合物虽然较强固，但较脆。
如果用铅与锡制成锡铅合金，则既可以降低焊料的熔点，又可以增加强度。
下图是锡、铅合金的状态图，表示了锡铅合金的熔化温度随着锡铅的含量而变化的情况。
横坐标是锡铅合金质量的百分比，纵坐标是温度。
从图中可以看出，只有纯铅（A点）、纯锡（C点）、易熔合金（B点）是在单一温度下熔化的。
其他配比构成则是在一个温度区域内熔化的，A-B-C是液相线，A-D-B-C-E 是一个固相线。
两个温度区域之间的是半液体区，焊料呈稠糊状。
在B点合金不呈半液体状态，可以有固体直接变成液体，B点称为共晶点。
按共晶点的配比配制的合金称为共晶合金。
锡铅合金焊锡的共晶点配比为锡63%铅37%，这种焊锡称为共晶焊锡。
熔化温度为183℃。
当锡的含量高于63%，溶化温度升高，强度降低。
当锡的含量少于10%时，焊接强度差，接头发脆，焊料润滑能力变差。
最理想的是共晶焊锡。
在共晶温度下，焊锡由固体直接变成液体，无需经过半液体状态。
共晶焊锡的熔化温度比非共晶焊锡的低，这样就减少了被焊接的元件受损坏的机会。
同时由于共晶焊锡由液体直接变成固体，也减少了虚焊现象。
所以共晶焊锡应用得非常的广泛。
图3-4锡、铅合金的状态图2.焊锡合金的特性导电性能相对于铜的导电率，锡铅合金的导电率仅是铜的1/10，即它的导电能力比较差。
焊点的电阻与电阻率、焊点的形状、面积等多种因素有关。
焊点如有空洞、深孔等缺陷，电阻就要明显变大。
在室温下，一般一个焊点的电阻通常在1~10mΩ之间。
当有大电流流过焊接部位时，就必须考虑其压降和发热。
因此，对大电流通过的焊接部位，除了印制导线要加宽外，待焊物件还应该绕焊。
力学性能在实际焊接中，即使不考虑焊接过程中所产生的缺陷如空洞和气泡等对强度的影响，焊点强度也经常出现问题。
电子产品在实际工作中，焊点电阻的存在，而出现发热现象，在温度循环的情况下，焊点出现蠕变和疲劳，这将极大的影响焊点的力学性能。
例如温度在20~110℃之间循环超过2000次，焊料的抗剪强度仅为正常值的1/5~1/10。
此外焊点的强度还与焊点的形状、负载的方向、IMC的厚度以及冷却的速度有关。
杂质对焊锡的影响2。
杂质对锡焊的影响锡焊中往往含有少量其它元素，这些元素，会影响焊锡的熔点、导电性，抗张强度等物理、机械性能。
(1)铜(Cu) 铜的成分来源于印制电路板的焊盘和元器件的引线，并且铜的熔解速度随着焊料温度的提高而加快。
随着铜的含量增加，焊料的熔点增高，粘度加大，容易产生桥接、拉尖等缺陷。
一般焊料中铜的含量允许在0．3％～0．5％范围。
(2)锑(Sb) 加入少量锑会使焊锡的机械强度增高，光泽变好，但润滑性变差。
焊接质量产生影响。
(3)锌(Zn) 锌是锡焊最有害的金属之一。
焊料中熔进0．001％的锌就会对焊料的焊接质量产生影响。
当熔进0．005％的锌时，会使焊点表面失去光泽，流动性变差。
(4)铝(A”铝也是有害的金属，即使熔,KO．005％的铝，也会使焊锡出现麻点，粘接性变坏，流动性变差。
(5)铋(Bi) 含铋的焊料熔点下降，当添加10％以上时，有使焊锡变脆的倾向，冷却时易产生龟裂。
(6)铁(Fe) 铁难熔于焊料中。
它使熔点升高，难于熔接。
当熔进0．005％的锌时，会使焊点表面失去光泽，流动性变差。
3．常用焊锡1)焊锡丝是手工焊接用的焊料。
焊锡丝是管状的，由焊剂与焊锡制做在一起，在焊锡管中夹带固体焊剂。
焊剂一般选用特级松香为基质材料，并添加一定的活化剂，如盐酸二乙胺等。
锡铅组分不同，熔点就不同。
如Sn63Pb37，熔点183℃，Sn62Pb36Ag2，熔点179℃。
常用的焊锡丝有Multicore公司的Sn60Pb40，kester公司的Sn60Pb40。
管状焊锡丝的直径的直径有0.23、0.4、0.56、0.8 1.0等多种规格。