焊接原理与焊可靠性分析
电焊的技巧与方法
电焊的技巧与方法引言电焊是一种常见的金属连接和修复技术，广泛应用于工业、建筑和汽车维修等领域。
掌握电焊的技巧和方法对于保证焊接质量、提高生产效率至关重要。
本文将介绍电焊的基本原理、常见的电焊技术和注意事项，帮助读者全面了解和掌握电焊技巧与方法。
一、电焊基本原理1.1 焊接过程电焊是利用高温熔融金属来连接工件的方法。
在电焊过程中，通过将两个或多个工件放置在一起，并加热至金属熔点以上，使它们融合在一起形成一个整体。
通常使用电弧或火花来提供足够的能量来加热和熔化金属。
1.2 焊接机理在电焊过程中，主要有两种类型的力发挥作用：压力力和热力。
压力力通过将工件保持在一定位置上，确保它们之间紧密接触并形成良好的连接。
热力则通过提供足够的能量来加热和熔化金属。
二、常见的电焊技术2.1 电弧焊电弧焊是最常见的电焊技术之一。
它使用电焊机产生的电弧来加热和熔化金属。
在焊接过程中，工件和焊条之间形成一个电弧，通过电流产生高温，使金属熔化并形成连接。
电弧焊可以进一步分为手工电弧焊、气体保护电弧焊和手持式氩弧焊等不同类型。
2.2 气体保护焊气体保护焊是一种常用的高质量焊接技术。
在气体保护焊中，使用惰性气体（如氩气）或活性气体（如二氧化碳）来保护熔融池，防止其与空气中的杂质发生反应。
这有助于减少污染物对焊缝质量的影响，并提供更好的可靠性和耐腐蚀性。
2.3 点焊点焊是一种常用于连接薄板金属的方法。
在点焊过程中，通过将两个或多个工件放置在一起，并在焊点上施加高电流和压力，使金属瞬间熔化并形成连接。
点焊通常用于汽车制造、电子设备和家电等领域。
2.4 拉丝焊拉丝焊是一种常用于连接管道和管材的方法。
在拉丝焊过程中，通过将两个管道或管材的端部加热至金属熔点以上，然后迅速将它们拉伸并连接在一起。
这种技术可以提供更强的连接，并确保良好的密封性能。
三、电焊注意事项3.1 安全措施在进行电焊时，安全是最重要的考虑因素之一。
以下是一些常见的安全措施：•穿戴适当的防护设备，如焊接面罩、手套和防火服等。
焊接试验分析报告
焊接试验分析报告1. 引言本报告旨在对焊接试验进行全面的分析和评估，以确定焊接质量和焊接过程中的潜在问题。
本次焊接试验的目标是评估焊接接头的强度和可靠性，并根据试验结果提出改进建议。
本报告将分为以下几个部分进行分析：1.试验目的和背景2.试验方法和参数3.试验结果和数据分析4.问题和改进建议2. 试验目的和背景焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于各个行业。
然而，焊接过程中可能存在着焊缺陷、变形和应力集中等问题，这可能对焊接接头的强度和可靠性产生负面影响。
因此，本次焊接试验的目的是评估焊接接头的质量，并通过数据分析找出潜在问题，提出改进建议，以提高焊接接头的质量和可靠性。
3. 试验方法和参数3.1 试验设备和材料本次焊接试验使用的设备和材料如下：•焊接机：型号 XYZ-1000•焊接电极：型号 ABC-200•焊接材料：钢板•检测仪器：超声波检测仪、拉力测试仪3.2 焊接参数本次焊接试验使用的焊接参数如下：•焊接电流：100A•焊接时间：5秒•焊接电极间距：2mm3.3 试验过程1.准备焊接材料和接头2.设置焊接机参数3.进行焊接试验4.对焊接接头进行超声波检测和拉力测试4. 试验结果和数据分析4.1 超声波检测结果经过超声波检测，我们得到了焊接接头的声波图像。
根据声波图像分析，发现了以下问题：1.存在焊缺陷：焊缺陷主要集中在接头边角处，可能会影响接头的强度和可靠性。
2.存在焊缺陷的原因：焊缺陷可能是焊接电流和时间不合适导致的。
4.2 拉力测试结果经过拉力测试，我们得到了焊接接头的强度数据。
根据数据分析，发现了以下问题：1.强度不均匀：焊接接头的强度在不同的位置有所差异，存在局部强度不足的情况。
2.强度不达标：根据标准要求，焊接接头的最小强度应为200MPa，但部分接头的强度未达到要求。
5. 问题和改进建议基于以上试验结果和数据分析，我们得出了以下问题和改进建议：1.问题：焊缺陷的存在可能对接头的强度和可靠性造成负面影响。
焊点的质量与可靠性
焊点的质量与可靠性1. 焊点质量的重要性焊接是一种常见的金属连接方法，它在各种工业领域都有广泛的应用。
焊点的质量直接关系到焊接件的强度、可靠性和寿命。
因此，焊点质量的高低对于产品的质量以及人身安全都具有重要的影响。
2. 影响焊点质量的因素焊点的质量受多种因素的影响，以下是几个常见的因素：2.1. 焊接材料的选择焊接材料的选择对焊点质量具有重要影响。
合适的焊接材料可以提高焊点的强度和韧性，从而提高焊接件的可靠性。
一般来说，焊接件的材料应与被焊接材料具有良好的相容性，以确保焊接的质量。
2.2. 焊接工艺参数的控制焊接工艺参数，如焊接电流、焊接时间和焊接速度等，对焊点的质量起着重要的影响。
过高或过低的焊接电流可能导致焊点的气孔和裂纹，影响焊接件的可靠性。
因此，必须严格控制焊接工艺参数，以获得高质量的焊点。
2.3. 表面处理焊接前的表面处理对焊点质量也具有重要影响。
表面的油污、氧化物以及其他污染物可能导致焊接时的缺陷或不良结构，降低焊点的质量。
因此，在焊接前必须对工件进行适当的清洗和处理，确保焊点质量可靠。
3. 焊点质量的检测方法为了保证焊点的质量和可靠性，需要对焊点进行有效的质量检测。
以下是一些常见的焊点质量检测方法：3.1. 目测检测目测检测是最简单的焊点质量检测方法之一。
通过肉眼观察焊点表面的情况，判断焊点是否存在裂纹、疏松和气孔等缺陷。
这种方法成本低廉，操作简单，但对于微小缺陷的检测效果较差。
3.2. X射线检测X射线检测是一种非破坏性的焊点检测方法。
通过照射焊点并观察照片来检测焊点内部的缺陷。
X射线检测能够发现微小的裂纹和气孔，可以较为准确地评估焊点的质量。
然而，X射线设备的成本较高，需要专业人员进行操作。
3.3. 超声波检测超声波检测是一种常用的焊点质量检测方法。
通过发送超声波脉冲并接收回波，来评估焊点内部的缺陷情况。
超声波检测可以检测到焊点的裂纹、夹渣和未熔合等缺陷，具有较高的灵敏度和准确性。
凸点倒装焊接技术及可靠性测试
凸点芯片倒装焊接技术及可靠性测试目录一、倒装焊工艺的选择随着轻量化、薄型化、小型化、I/O 端数的增加以及功能多样化的发展，传统的封装技术已不能满足高密度的要求。
倒装互连技术的发展为高密度封装带来了希望。
倒装技术与传统引线键合互连技术相比具有明显的优势，主要表现在以下几个方面：（1）尺寸小、薄，重量更轻；（2）密度更高，使用倒装焊技术能增加单位面积内的I/O 数量；（3）性能提高，短的互连减小了电感、电阻以及电容，信号完整性、频率特性更好；（4）散热能力提高，倒装芯片没有塑封体，芯片背面可用散热片等进行有效的冷却，使电路的可靠性得到提高；倒装焊技术中关键工艺有四个，它们分别是UBM 制备、凸点制备、倒装焊和底部填充技术，它们直接决定着倒装产品质量的好坏。
UBM的制备多层金属膜UBM（Under Bump Metallurgy）是在芯片上的Al 焊盘与凸焊点之间的一层金属化层，目的是使芯片与基板互连工艺更容易实现、互连可靠性更高。
UBM必须与Al 焊盘及凸焊点间形成良好的欧姆接触、必须能够保证凸点或焊接材料不直接与Al 焊盘接触，以使连接材料有良好的黏附性能和机械性能，并确保优良的电性能和导热性能。
UBM通常由黏附层、扩散阻挡层和浸润层等多层金属膜组成。
UBM 在进行焊料回流或焊点退火等高温处理时，能够保证凸焊点材料不会穿透UBM而进入下面的Al 焊盘中。
铝焊盘上蒸发/溅射多层金属，粘附层Cr 、扩散层Cu、阻挡层Au凸点的制备倒装焊（Flip Chip）中的首个凸点制备技术是IBM公司的C4 工艺（Controlled Collaps Chips Connection）。
凸点由蒸发的薄膜金属制成。
随工艺技术和设备的发展，满足不同产品的需求，凸点制备工艺方法越来越多，当前比较常见的方法有1. 钉头法、2.蒸发/溅射法、3. 化学镀法、4.模板印刷法、5.电镀法、6.置球凸点法（SB2 - Jet）等。
焊接的基本知识
焊接的基本知识焊接是一种常见的金属连接方式，它通过将金属部件加热至熔点，并将其连接在一起，形成一个强固的结合。
焊接广泛应用于制造业和建筑领域，因其可靠性和经济性而备受青睐。
本文将介绍焊接的基本知识，包括焊接的原理、常见的焊接方法、焊接材料和设备。
一、焊接的原理焊接的原理是基于热能传递和材料熔化再凝固的过程。
焊接时，焊接电流或者火焰使焊接部件受热，达到熔点并熔化形成熔池。
熔化的材料液体状态下流动，两个焊接部件的金属混合在一起，并在冷却后形成坚固的连接。
二、常见的焊接方法1. 电弧焊接：电弧焊接是一种常见的手工焊接方法。
它通过产生电弧将电能转化为热能，熔化焊接材料并连接金属部件。
电弧焊接适用于多种金属，例如钢铁、不锈钢和铝等。
常见的电弧焊接方法包括手工电弧焊、氩弧焊和埋弧焊。
2. 气体焊接：气体焊接是利用气体燃烧产生的高温热源进行焊接的方法。
常见的气体焊接方法包括氧乙炔焊、氧煤气焊和氧气焊。
气体焊接适用于较薄的金属材料，例如铝和铜。
3. 熔化极气体保护焊：熔化极气体保护焊是一种利用熔化的焊条作为填充材料，同时通过保护气体保护熔池的焊接方法。
常见的熔化极气体保护焊包括氩弧焊和惰性气体保护焊。
三、焊接材料1. 焊接电极：电弧焊接和熔化极气体保护焊中使用的焊接材料被称为焊接电极。
焊接电极的选择应根据焊接金属的种类和特性进行。
常见的焊接电极包括碳钢电极、不锈钢电极和铝合金电极等。
2. 焊剂：焊剂是一种用于清洁焊接表面和保护熔池的物质。
它可以帮助去除氧化物和杂质，并防止空气中的氧气进入焊接过程。
焊剂的种类根据使用的焊接方法和金属材料的不同而有所不同。
四、焊接设备1. 焊接机：焊接机是用于提供焊接电流的设备。
根据不同的焊接方法和需求，可选择不同类型的焊接机，例如手持电弧焊机、氩弧焊机和埋弧焊机等。
2. 焊接面罩：焊接面罩是用于保护焊工眼睛和面部的设备。
它能保护焊工免受电弧光和飞溅的伤害。
焊接面罩通常配有可调节的滤镜，以过滤强光。
共晶金锡焊料焊接的处理和可靠性问题
共晶金锡焊料焊接的处理和可靠性问题摘要：因为传统铅锡焊料和无铅焊料强度不足、砍蠕变能力差以及其他的本身缺陷，共晶金锡焊料已经替代它们广泛用于高可靠和高功率电路中，包括使用在混合电路、MEM、光电开关、LEDs、激光二极管和无线电装置。
金锡焊料焊接中可以避免使用组焊剂，尤其可以减少污染和焊盘的腐蚀。
虽然使用金锡焊料有很多优点，但材料的性能和焊接工艺工程仍需研究。
前言：由于共晶金锡焊料具有优良的机械和热传导性能（特别是强度和抗蠕变性）以及不需组焊剂可以很好的再流的特性，共晶AuSn被广泛应用于高温和高可靠性的电路中。
与之对比其他无铅和传统的铅锡共晶焊料却有着大量的问题：焊接时需要的组焊剂造成了焊接焊盘的腐蚀，同时残杂也会危害EMES、光电电路和密封封装（组焊剂一般在密封电路中被禁止使用）。
在光学电路中焊料的过度蠕变或应力松弛的积累会导致阵列的退化。
低强度低热传导率（尽管这个问题被夸大了，事实上热传导率还需要考虑大焊接焊料的厚度）共晶金锡焊料已经得到了广泛应用：如MEMS光开关等微电子和光电子学中使用的倒装芯片；光纤附件; GaAs和InP激光二极管;密封包装;和射频器件等。
AuSn的焊接已证明可靠性可以达到30多年，是因为其焊接中再流过程可以产生重复、无空洞以及无缺陷的焊接。
本文回答了很多公司关于焊接设计、焊接材料组合以及再流焊技术发展等问题。
相图我们可以从金锡焊料的二元相图去认识很多共晶金锡焊料焊接的关键问题，如图1所示，焊料中富金时，液相线下降非常迅速，在常温下有大量的“线性”化合物。
当使用金锡焊料焊接镀金层时，焊接温度必须超过280摄氏度，因为只有达到这个焊接问题，镀层里的金元素才可以扩散或融入到焊料中。
这样可以产生两个优点：在这个温度下第二次再流不会损坏到焊料；更高的温度也可以产生更大的抗蠕变性。
然而，焊接后中间的焊料很难再次起到焊接作用，因为即使两个焊接界面可以分开，残留下焊接时形成的金属间化合物都会阻止再流。
焊接原理及操作方法
焊接原理及操作方法焊接是一种常用的金属连接方法，通过加热和压力将两个或多个金属材料连接在一起。
本文将介绍焊接的原理和操作方法。
一、焊接原理焊接的原理是利用热能将金属材料加热至熔点或塑性状态，然后施加压力使其连接在一起。
焊接中使用的热源可以是火焰、电弧、激光等。
焊接时，热源产生的能量会使金属表面发生熔化或塑性变形，待冷却后形成坚固的连接。
焊接的原理主要包括以下几个方面：1. 热传导：热源将热能传导给金属材料，使其升温。
2. 熔化：金属材料在热源的作用下达到熔点并熔化。
3. 液态金属的流动：熔化的金属在热源和压力的作用下流动，填充焊接接头间的间隙。
4. 冷却凝固：金属材料在熔化后迅速冷却并凝固，形成焊接接头。
二、焊接操作方法1. 准备工作：首先要对待焊接的金属材料进行处理，包括除锈、清洁和切割等。
然后准备好焊接所需的工具和材料，如焊接机、焊丝、焊条等。
2. 设置焊接参数：根据焊接材料的种类和厚度，调整焊接机的电流、电压和焊接速度等参数。
同时，根据焊接位置和需求，选择合适的焊接方法，如手工焊、自动焊等。
3. 焊接准备：将焊接材料对齐并夹紧，确保焊接接头的固定性。
根据需要，可以使用夹具或支架来辅助固定。
4. 焊接操作：a. 电弧点燃：对于电弧焊接，需要使用电极将电弧点燃。
将电极与焊接接头相接触，然后快速拉离，产生电弧。
b. 焊接操作：将焊丝或焊条与焊接接头接触，将熔化的金属填充到焊接接头的间隙中。
同时，通过焊接枪或手持焊条作为导电道具，使电流通过焊接接头。
c. 移动焊枪或焊条：根据焊接的需要，逐渐移动焊枪或焊条，使焊接接头得到均匀的加热和填充。
5. 焊接结束：焊接完成后，断开电源并等待焊接接头冷却。
根据需要，可以进行后续的处理，如打磨、清洁和防腐等。
总结：焊接是一种常用的金属连接方法，通过加热和压力将金属材料连接在一起。
焊接的原理是利用热能将金属加热至熔点或塑性状态，然后施加压力使其连接在一起。
焊接操作主要包括准备工作、设置焊接参数、焊接准备、焊接操作和焊接结束等步骤。
焊接接头的可靠性评估与测试
焊接接头的可靠性评估与测试焊接接头是工程领域中常见的连接方式，它的可靠性对于保证结构的安全性和稳定性至关重要。
本文将探讨焊接接头的可靠性评估与测试方法，以及相关的挑战和应对策略。
一、可靠性评估方法1. 静态力学性能测试静态力学性能测试是评估焊接接头可靠性的常用方法之一。
通过在测试机上施加静态载荷，可以测量接头的抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标。
这些指标可以反映焊接接头在受力情况下的稳定性和可靠性。
2. 疲劳寿命测试焊接接头在实际工作条件下常常会受到循环载荷的作用，因此疲劳寿命测试对于评估接头的可靠性至关重要。
通过在疲劳试验机上施加循环载荷，可以模拟接头在实际工作条件下的受力情况，评估其疲劳寿命和疲劳强度。
3. 无损检测技术无损检测技术是评估焊接接头可靠性的非破坏性方法。
常用的无损检测技术包括超声波检测、射线检测和磁粉检测等。
这些技术可以检测焊接接头的内部缺陷和裂纹，评估其可靠性和安全性。
二、挑战与应对策略1. 接头设计和焊接工艺优化接头的设计和焊接工艺对于接头的可靠性至关重要。
合理的接头设计和优化的焊接工艺可以提高接头的强度和可靠性。
因此，在评估焊接接头的可靠性之前，需要对接头的设计和焊接工艺进行优化和改进。
2. 环境因素考虑焊接接头在实际工作条件下常常会受到环境因素的影响，如温度、湿度和腐蚀等。
这些环境因素会对接头的可靠性产生影响。
因此，在评估焊接接头的可靠性时，需要考虑环境因素，并采取相应的防护措施。
3. 长期监测和维护焊接接头的可靠性评估不仅是一次性的，还需要进行长期的监测和维护。
通过定期检测和维护，可以及时发现接头的缺陷和问题，并采取相应的修复措施，确保接头的可靠性和安全性。
总结：焊接接头的可靠性评估与测试是确保工程结构安全和稳定的重要环节。
通过静态力学性能测试、疲劳寿命测试和无损检测技术等方法，可以评估接头的可靠性和安全性。
在评估过程中，需要考虑接头设计和焊接工艺的优化，环境因素的影响以及长期的监测和维护。
高温焊接原理
高温焊接原理一、引言在现代制造业中，焊接是一种常见的连接工艺。
而在某些特殊情况下，需要进行高温焊接，以确保焊接接头的强度和稳定性。
本文将深入探讨高温焊接的原理、应用以及相关的技术要点。
二、高温焊接的原理高温焊接是指在焊接过程中，焊接材料的温度超过其熔点的焊接方法。
通过高温使焊接材料熔化并形成接头，然后冷却固化以完成焊接过程。
高温焊接的原理主要包括以下几个方面：1. 熔化高温能够使焊接材料的结构发生变化，使其达到熔化点并形成液态。
在高温下，金属晶格的稳定性降低，原子之间的结合力减弱，从而使金属变得可塑性更高，易于熔化。
2. 扩散在高温下，焊接材料中的原子能够更容易地扩散。
扩散是指原子从一个位置移动到另一个位置的过程。
在高温下，原子的热运动更加剧烈，使得原子之间的距离变大，从而促进了原子的扩散。
3. 冷却固化当焊接材料达到足够高的温度后，需要进行冷却以使其固化。
冷却过程中，焊接材料的结构逐渐恢复稳定，原子重新排列并形成新的晶粒结构。
通过控制冷却速度，可以调节焊接接头的组织结构和性能。
三、高温焊接的应用高温焊接广泛应用于各个领域的制造过程中，特别是在以下几个方面：1. 航空航天工业在航空航天工业中，需要使用高温焊接来连接各种金属材料，如钛合金、镍基合金等。
高温焊接可以确保焊接接头的强度和耐高温性能，满足航空航天器在极端环境下的使用要求。
2. 能源工业能源工业中的许多设备都需要承受高温和高压的工作环境，因此高温焊接在能源工业中具有重要的应用价值。
例如，核电站的压力容器和管道系统，需要使用高温焊接来确保其安全可靠的运行。
3. 汽车制造业在汽车制造业中，高温焊接用于连接汽车发动机的部件，如汽缸盖、曲轴等。
高温焊接可以提高焊接接头的强度和密封性能，确保发动机在高温和高压的工作环境下正常运行。
四、高温焊接的技术要点要实现高温焊接，需要掌握以下几个关键技术要点：1. 温度控制高温焊接过程中温度的控制非常重要。
需要根据焊接材料的熔点和熔化温度范围，选择合适的焊接温度，并严格控制焊接区域的温度分布，以避免焊接接头的变形和质量问题。
锡焊原理与焊点可靠性分析-经典课件
冷却后形成焊点
材料力学——强度（拉力、剥离疲劳）、应力集中
锡焊原理与焊点可靠性分析-经典
焊接过程中焊接金属表面（母材，以Cu为例）、 助焊剂、熔融焊料之间相互作用
1. 助焊剂与母材的反应
（1）松香去除氧化膜——松香的主要成分是松香酸， 融点为74℃。170℃呈活性反应， 300℃以上无活性。 松香酸和Cu2O反应生成松香酸铜。松香酸在常温下 和300℃以上不能和Cu2O起反应。
由于液体内部分子受到四周分子的作用力是对 称的，作用彼此抵消，合力=0。但是液体表面分子受 到液体内分子的引力大于大气分子对它的引力，因此 液体表面都有自动缩成最小的趋势。
熔融焊料在金属表面也有表面张力现象。
大大气
液体表面分子受液体内分子的引力＞大气分子引力
锡焊原理与液焊点体可靠内性部分析分-经子典 受力合力=0
（2）溶融盐去除氧化膜——一般采用氯离子Cl-或氟离 子F- ，使氧化膜生成氯化物或氟化物。
（3）母材被溶蚀——活性强的助焊剂容易溶蚀母材。
（4）助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。 锡焊原理与焊点可靠性分析-经典
2. 助焊剂与焊料的反应 （1）助焊剂中活性剂在加热时能释放出的HCl，与SnO
起还原反应。 （2）活性剂的活化反应产生激活能，减小界面张力，
Wa = CSL +ALV COSθ+ ALV- CSL Wa = ALV（1 + COSθ ）——润湿力关系式
S：固体 L：液体 V：气体 θ ：润湿角
从润湿力关式可以看出：润湿角锡焊θ越原理小与，焊点润可湿靠性力分越析-大经典
润湿条件
（a）液态焊料分与子母运材动之间有良好的亲和力，能互相溶解。 互溶程度取决于：原子半径和晶体类型。因此润湿是
可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试
可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试（汕头超声印制板公司广东汕头 515065）马学辉摘要：本文主要在于明确可焊性、焊接能力和焊点可靠性三者之间的联系和区别，指出对它们进行评估和测试时其各自关注的主要特性和常见的评估和测试方法，同时简单介绍影响它们的关键因素。
关键词：可焊性、焊接能力、焊点可靠性The Evaluation and Test of Solderability, Soldering abilityand Solder Joints ReliabilityMa XuehuiAbstract: The objective of the article is to clearly describe the relation and difference among solderability, soldering ability and solder joints reliability and point out the corresponding characteristics when evaluating and testing these items. Usual evaluating and testing methods are briefly introduced and the critical factors to the items are also briefly discussed.Key words: solderability, soldering ability, solder joints reliability1 前言可焊性和可靠性是电子组装行业经常提到的名词。
焊接能力则很少有人提起，有人往往会把它跟可焊性混淆起来，因此有必要把它跟可靠性一并提出来。
其实三者是既有联系，又有区别的。
它们分别关注不同的特性，对评估目标是各不相同的，但是却有内在联系。
在讨论可焊性、焊接能力和焊点可靠性之前，有必要首先简单了解一下锡钎焊接的过程。
焊点可靠性分析
• ①A-B-C线——液相线 • ②A-D、C-E线——固相线 • ③D-F、E-G线——溶解度曲线 • ④D-B-E线——共晶点 • ⑤L区——液体状态 • ⑥L+、L+区——二相混合状态 • ⑦ +区——凝固状态
有铅、无铅都应选择共晶或近共晶焊料合金
Sn-Ag-Cu三元系焊料金相图
（3）与焊料量有关
拉伸力 （千lbl/in2）
*＞4μm时，由于金属间合金层 金属间合金层厚度与抗拉强度的关系 太厚，使连接处失去弹性，由于
金属间结合层的结构疏松、发脆，
也会使强度小。
金属间结合层的质量与厚度与以下因素有关：
(a)焊料的合金成份和氧化程度 （要求焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶； 含氧量应小于0.5%，最好控制在80ppm以下）
四. 焊接质量
合格的焊点
焊接缺陷（IPC标准）
IPC标准（分三级）
IPC焊点检验标准举例
SOP、QFP焊点检验标准 •
•
可接受二级
可接受三级
•
F=T/2+G
F=T+G
•
（F—焊点高度 T—引脚厚度 G—引脚底面焊料厚度）
• 产品质量是企业的生命线。SMT是 一项复杂的综合的系统工程技术。必须 从PCB设计、元器件、材料、以及工艺、 设备、规章制度等多方面进行控制，才 能保证SMT加工质量。
(b) 助焊剂质量（净化表面，提高浸润性） (c) 被焊接金属表面的氧化程度（只有在净化表面，才能发
生化学扩散反应） (d) 焊接温度和焊接时间
焊接热量是温度和时间的函数
• 焊点和元件受热的热量随温度和时间的增加而增加。
•
金属间结合层的厚度与焊接温度和时间成正比。
焊锡可靠性
焊锡可靠性前言：传统的铅使用在焊料中带来很多的好处，良好的可靠性就是其中重要的一项。
例如在常用来评估焊点可靠性的抗拉强度，抗横切强度，以及疲劳寿命等特性，铅的使用都有很好的表现。
在我们准备抛弃铅后，新的选择是否能够具备相同的可靠性，自然也是业界关心的主要课题。
一般来说，目前大多数的报告和宣传，都认为无铅的多数替代品，都有和含铅焊点具备同等或更好的可靠性。
不过我们也同样可以看到一些研究报告中，得到的是相反的结果。
尤其是在不同 PCB 焊盘镀层方面的研究更是如此。
对与那些亲自做试验的用户，我想他们自然相信自己看到的结果。
但对与那些无能力资源投入试验的大多数用户，又该如何做出选择呢？我们是选择相信供应商，相信研究所，还是相信一些形象领先的企业？我们这回就来看看无铅技术在质量方面的状况。
什么是良好的可靠性？当我们谈论可靠性时，必须要有以下的元素才算完整。
1 ．使用环境条件（温度、湿度、室内、室外等）；2 ．使用方式（例如长时间通电，或频繁开关通电，每天通电次数等等特性）；3 ．寿命期限（例如寿命期 5 年）；4 ．寿命期限内的故障率（例如5 年的累积故障率为 5% ）。
而决定产品寿命的，也有好几方面的因素。
包括：1 ． DFR （可靠性设计，和 DFM 息息相关）；2 ．加工和返修能力；3 ．原料和产品的库存、包装等处理；4 ．正确的使用（环境和方式）。
了解以上各项，有助于我们更清楚的研究和分析焊点的可靠性。
也有助于我们判断其他人的研究结果是否适合于我们采用。
由于以上提到的许多项，例如寿命期限、 DFR 、加工和返修能力等等，他人和我的企业情况都不同，所以他人所谓的‘ 可靠 ' 或‘ 不可靠 ' 未必适用于我。
而他人所做的可靠性试验，其考虑条件和相应的试验过程，也未必完全符合我。
这是在参考其他研究报告时用户所必须注意的。
举个例子说，很多试验都报告说无铅技术容易出现‘ 气孔 ' 故障。
焊点可靠性测试标准
焊点可靠性测试标准
焊接是制造业中常见的连接工艺，焊点的可靠性直接关系到产品的质量和安全性。
因此，对焊点的可靠性进行测试是非常重要的。
本文将介绍焊点可靠性测试的标准和方法。
首先，焊点可靠性测试应该符合国家标准和行业标准。
国家标准是对焊接工艺
和焊接质量的基本要求，而行业标准则是针对具体行业的特点和需求进行的规定。
在进行焊点可靠性测试时，应当参照相关的国家标准和行业标准，以保证测试的准确性和可靠性。
其次，焊点可靠性测试应包括静态测试和动态测试两个方面。
静态测试是指在
静止状态下对焊点进行测试，包括拉伸、剪切、弯曲等力学性能测试，以及金相组织分析、硬度测试等材料性能测试。
动态测试则是指在动态载荷下对焊点进行测试，包括振动、冲击、疲劳等测试，以模拟实际工作条件下的焊点可靠性。
另外，焊点可靠性测试还应考虑焊接材料的选择和焊接工艺的影响。
不同的焊
接材料和焊接工艺对焊点的可靠性有着重要影响，因此在进行测试时应考虑这些因素，并根据实际情况进行相应的调整和控制。
最后，焊点可靠性测试的结果应当进行科学分析和评估。
通过对测试结果的分析，可以评估焊点的可靠性水平，确定是否符合设计要求，从而为产品的质量和安全性提供依据。
总之，焊点可靠性测试是确保焊接质量和产品可靠性的重要手段，应当严格按
照标准进行测试，综合考虑材料、工艺等因素，科学分析测试结果，以确保焊点的可靠性达到要求。
焊接机工作原理
焊接机工作原理引言概述：焊接机是一种用于焊接金属零件的设备，它通过加热金属至熔化点并使用填充材料将两个或多个金属零件连接在一起。
焊接机的工作原理是通过控制电流、电压和焊接速度来实现高质量的焊接。
一、电弧产生1.1 电极接触工件：当焊接机开启时，电极与工件接触，形成一条电路。
1.2 电流通过电极：电流从电源通过电极流入工件，形成电弧。
1.3 电弧加热工件：电弧的高温加热工件至熔化点，形成熔融金属。
二、填充材料2.1 选择合适的填充材料：根据焊接材料的种类和要求选择合适的填充材料。
2.2 加热填充材料：填充材料通过电弧加热至熔化点，与工件熔融混合。
2.3 形成焊缝：填充材料与工件熔融混合后，形成均匀的焊缝。
三、保护气体3.1 避免氧化：焊接时使用保护气体（如氩气）来避免熔融金属受氧化影响。
3.2 保持焊接质量：保护气体形成气罩，保护熔融金属不受外界影响。
3.3 提高焊接效率：保护气体还能提高焊接速度和效率。
四、控制系统4.1 电流控制：通过调节电流大小来控制焊接的能量和温度。
4.2 电压控制：调节电压可以控制焊接的稳定性和焊缝的质量。
4.3 速度控制：控制焊接速度可以影响焊接的深度和宽度。
五、冷却系统5.1 防止过热：焊接完成后，需要及时对焊接部位进行冷却，防止过热变形。
5.2 提高稳定性：冷却系统可以提高焊接质量和稳定性。
5.3 增加生产效率：有效的冷却系统可以减少焊接时间，提高生产效率。
结论：焊接机通过电弧产生、填充材料、保护气体、控制系统和冷却系统等多个部分共同作用，实现高效、高质量的焊接过程。
掌握焊接机的工作原理对于提高焊接质量和效率至关重要。
激光焊接vs焊锡焊接：效率与可靠性比较
激光焊接vs焊锡焊接：效率与可靠性比较随着科技的不断发展，越来越多的焊接技术出现在了人们的视野中。
激光焊接和焊锡焊接是常见的两种焊接技术。
激光焊接利用激光束进行焊接，而焊锡焊接则使用铅锡合金将焊接材料连接在一起。
那么，从效率与可靠性的角度来比较，这两种技术各有何优缺点呢？一、激光焊接的优势1.高效率激光焊接能够非常快速地将金属材料精确地连接在一起，其速度比传统的焊接方法高出一倍甚至更多。
这是因为激光焊接使用的激光束能够瞬间加热材料，而且能够控制加热的面积和强度，大大提高了焊接的效率。
2.高精度激光焊接能够非常精确地焊接非常小的区域，甚至能够焊接微型器件，可以满足某些行业对精度要求非常高的需求。
3.非接触式加工激光焊接是一种非接触式的加工技术，不会对金属材料造成变形或应力，这使得其焊接结果更加可靠，而且在不影响工件表面的情况下完成焊接。
4.宽焊接范围激光焊接可焊接不同种类的材料，包括金属材料、塑料等，其焊接范围非常广。
二、激光焊接的缺陷1.需要高昂的费用激光焊接设备的购置费用较高，对于中小型企业而言不太容易承受这样的费用，因此，在一些小型加工企业中，焊锡焊接仍然是一种比较受欢迎的处理技术。
2.操作技术要求高激光焊接要求操作者具备较高的专业技能和经验，否则操作不当可能会导致焊接质量下降，这也使得激光焊接成为一种比较高门槛的加工方式。
三、焊锡焊接的优势1.成本低焊锡焊接的设备成本低廉，且能够完成大部分的焊接工作，这是其比较吸引人的地方。
2.易于控制焊锡焊接过程非常简单，只需要烙铁和锡丝就能够完成焊接。
并且，操作人员所需的技能水平和操作方法也相对简单，比较容易掌握。
3.广泛适用焊锡焊接适用于各种材料的焊接，例如电路板的焊接，也适用于不同类型的设备的维护和修理。
四、焊锡焊接的缺陷1.使用铅锡合金焊锡焊接要求使用铅锡合金来将材料连接在一起，同时该合金可能会带来环保上的问题。
2.焊接不牢固铅锡合金有时会退火，导致焊接不牢固，容易出现脆裂，这样会导致焊接部位容易裂开。
焊点可靠性分析
焊点可靠性分析目录焊点的基础知识1焊点的工艺流程2焊点的工艺评价3焊点的可靠性评价41.焊点的基础知识1.1焊点：无铅/锡铅焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作焊点图片用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时使金属表面获得足够的激活能。
熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层，冷却后使得焊料凝固，形成焊点。
在焊接界面形成良好滋润形成良好焊点的关键形成合适的金属化间化合物1.2形成良好焊点的关键1.3焊点的基本结构和基本作用�焊点的基本构成：器件引脚、焊料、PCB焊盘、界面的金属化层�焊点的基本作用：电气连接、机械连接2.焊点的工艺流程冷却后形成焊点表面清洗焊件加热焊料润湿扩散结合层焊接工艺表面清洁焊件加热焊料润湿扩散结合层冷却后形成焊点焊接过程分解助焊剂残留的影响高温和温度差异的影响焊点微观结构的差异2.1主要的焊接工艺软钎焊接：手工焊接软钎焊接：手工焊接 波峰焊接波峰焊接波峰焊接 SMT SMT SMT再流焊再流焊接其他焊接：激光焊接其他焊接：激光焊接 氩弧焊接氩弧焊接氩弧焊接 压焊等压焊等——主要针对钎焊接2.1.1手工焊接手工焊接工艺手工焊接工艺缺陷：焊料对引脚润湿不良；焊料对孔壁润湿、填充不足。
2.1.2波峰焊波峰焊：波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以叫"波峰焊"波峰焊曲线图2.1.3回流焊�回流焊：回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各回流焊接工艺种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结回流焊曲线图焊接缺陷案例2.2工艺不当主要失效模式工艺不当焊点冷焊静电损伤焊点偏位异常陶瓷电容破裂潮湿敏感损伤焊点过度焊接工艺缺陷原因汇总分析1包括元器件、助焊剂等材料控制不合理3后期检测的手段缺乏，不能及时发现问题2焊接工艺参数缺乏必要的控制和优化补充：技术人员对工艺控制的要求掌握不够3.焊点的工艺评价9.热分析技术（TGA/DSC/TMA)10.染色与渗透技术11.其他分析测试技术9.热分析技术（TGA/DSC/TMA)10.染色与渗透技术11.其他分析测试技术5.金相切片分析6.扫描电镜分析SEM 7.能谱分析EDAX 8.光电子能谱XPS 5.金相切片分析6.扫描电镜分析SEM 7.能谱分析EDAX 8.光电子能谱XPS 1.红外检查2.X 射线透视检查X-RAY 3.扫描超声显微镜检查 C-SAM 4.红外显微镜分析FT-IR 1.红外检查 2.X 射线透视检查X-RAY 3.扫描超声显微镜检查C-SAM 4.红外显微镜分析FT-IR3.1外观检查 Visual Inspection4.焊点可靠性分析焊点的主要可靠性问题�焊点缺陷（空洞、虚焊、冷焊等）�焊点疲劳失效（和长时间工作相关）�焊点开裂失效（通常和受热或机械应力相关焊点疲劳可靠性评价标准IPC-SM-785表面组装焊点可靠性加速试验实验指南IPC-9701 表面组装焊点性能测试方法和鉴定要求（给出了详细要求）JESD22-104-B 温度循环试验4.1温度循环/温度冲击�温度：0℃—100℃、-25℃—100℃、-40℃—125℃、-55℃—125℃、-55℃--100℃�高低温停留时间：有铅：10min\无铅：10min~30min 常用：15min�温度变化速率：<20℃/min 推荐10℃/min~15℃/min�循环数：200cyle\500cyle\1000cyle\1500cyle\2000cyle\�1%失效率计算�5年*365天=1825天*24=43800h*1%=438h*2=876cyle----1000cyle� 3年*365天=1095天*24=26280h*1%=262h*2=524cyle �温冲：500h 2pcs4.2高温高湿试验�85℃± 2℃,85± 2%RH，1000h（其他非标准时间：500H，168H客户指定时采用）\ JESD22A101�IPC-TM-650 2.6.14.1电迁移�40℃ ± 2℃, 93% ± 2% RH；�65℃ ± 2℃，88.5% ±3.5% RH； 85°C ± 2°C, 88.5% ± 3.5% RH�偏压：10VDC；时间：596H�85°C ± 2°C, 85% ±5% RH，1000-24/+168 小时JESD-22-A1014.3锡须观察�Min Temperature -55 to -40 (+0/-10) °C；Max Temperature +85 (+10/-0) °C,air to air; 5 to10 minute soak;3 cycles/hour 1000 cycles。
电焊机工作原理解析电弧熔化金属的过程
电焊机工作原理解析电弧熔化金属的过程在现代焊接工艺中，电焊机被广泛应用于金属制造和维修等领域。
那么，电焊机是如何工作的？我们需要了解其工作原理，特别是电弧熔化金属的过程。
1. 电焊机的基本原理电焊机是通过供电产生弧光，利用该弧光熔化金属，形成焊接接头。
其基本组成包括电源、控制电路、变压器、焊枪等。
电源将交流电转化为直流电，控制电路用于控制电流大小和保护电焊机的正常工作，而变压器则根据需求提供所需电压，焊枪则是输出电流的工具。
2. 电流的生成过程在电焊机工作时，通过电源产生的直流电经过控制电路调节后，送入变压器。
变压器负责将电压适当降低，经过焊接电缆传递至焊枪尖端。
通过触碰金属工件，即可形成电流回路。
3. 电弧的形成当电极与金属工件接触时，由于两者之间接触面温度高和电流通过，导致局部的金属开始熔化，并产生金属蒸汽。
同时，电极也开始燃烧，并释放出电子。
这些自由电子与熔化的金属蒸汽相碰撞，产生大量的离子和高温等离子体。
4. 电弧的维持为了维持电弧的稳定和均匀，电焊机通过焊机控制电路不断调整电流的强度。
这种调整可以通过电感线圈的工作来实现。
当电流强度过大时，线圈上的磁场增大，从而降低电流强度；反之，当电流过小时，磁场减小，电流增大。
通过这种方式，能够保持电弧的稳定性。
5. 金属熔化和焊接接头形成电焊机通过控制电弧的形成和维持，将金属工件局部加热至熔点，并通过熔化的金属将焊接材料添加至焊缝。
当金属熔化后，它变得可塑并与附近的金属相溶，形成焊接接头。
最终，经过冷却固化，焊接接头变得坚固可靠。
综上所述，电焊机的工作原理是将电能转换为焊接能量，通过电弧的形成和维持，使金属工件的局部熔化，并形成焊接接头。
这一过程需要严格控制电流和电弧的稳定性，确保焊接质量的高度和可靠性。
因此，了解电焊机工作原理和电弧熔化金属的过程，对于开展焊接工作具有重要的意义。
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焊接方法（钎焊技术）
• • • • 手工烙铁焊接 浸焊 波峰焊 再流焊
软钎焊
• 焊接学中，把焊接温度低于450℃的焊 接称为软钎焊，所用焊料为软钎焊料。
软钎焊特点
• 钎料熔点低于焊件熔点。 • 加热到钎料熔化，润湿焊件。
• 焊接过程焊件不熔化。
• 焊接过程需要加焊剂。（清除氧化层）
• 焊接过程可逆。（解焊）
电子焊接 —— 是通过熔融的焊料合金与 两个被焊接金属表面之间生成金属间合金层 （焊缝），从而实现两个被焊接金属之间电 气与机械连接的焊接技术。
二. 锡焊机理
当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂 的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗
作用，同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料
内容
一. 概述
二. 锡焊机理
三. 焊点可靠性分析
四. 焊接质量
五. 焊接质量控制方法
六. 影响SMT组装质量的关键工序
七. 锡铅焊料特性
一. 概述
熔焊 焊接种类 压焊 钎焊
熔焊
压焊
钎焊
超声压焊 金丝球焊 激光焊
电子装配的核心——连接技术：焊接技术
焊接技术的重要性 ——焊点是元器件与印制电路 板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强 度就决定了电子产品的性能和可靠性。
在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、
溶解、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金
属间结合层（焊缝），冷却后使焊料凝固，形成焊点。
焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关。
锡焊过程——焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、 熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程
物理学——润湿、黏度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解 化学——助焊剂分解、氧化、还原、电极电位
表面清洁
焊件加热
冶金学——合金、合金层、金相、老化现象
熔锡润湿 扩散结合层 电学—力、剥离疲劳）、应力集中
焊接过程中焊接金属表面（母材）、助焊剂、 熔融焊料之间相互作用
1. 助焊剂与母材的反应
（1）松香去除氧化膜——松香的主要成分是松香酸，
融点为74℃。170℃呈活性反应， 300℃以上无活性。
松香酸和Cu2O反应生成松香酸铜。松香酸在常温下
和300℃以上不能和Cu2O起反应。 （2）溶融盐去除氧化膜——一般采用氯离子Cl-或氟离 子F- ，使氧化膜生成氯化物或氟化物。 （3）母材被熔融——活性强的助焊剂容易熔融母材。
（4）助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。
2. 助焊剂与焊料的反应 （1）助焊剂中活性剂在加热时能释放出的HCl与SnO
波峰焊——波峰焊时，由于表面张力与润湿力的方向 相反，因此表面张力是不利于润湿的因素之一。
•SMD波峰焊时表面张力造成阴影效应
粘度与表面张力
• 熔融合金的粘度与表面张力是焊料的重要性能。 • 优良的焊料熔融时应具有低的粘度和表面张力，以增 加焊料的流动性及被焊金属之间的润湿性。 • 锡铅合金的粘度和表面张力与合金的成分密切相关。 锡铅合金配比与表面张力及粘度的关系（280℃测试）
表面张力
表面张力——在不同相共同存在的体系中，由于 分子运动 相界面分子与体相内分子之间作用力不同，导致相 界面总是趋于最小的现象。 由于液体内部分子受到四周分子的作用力是对 称的，作用彼此抵消，合力=0。但是液体表面分子 受到液体内分子的引力大于大气分子对它的引力， 因此液体表面都有自动缩成最小的趋势。
η 粘 度 表 mn/m 面 张 540 力 520 500 480 10 20 30 40 50 Pb含量%
T（℃）
温度对黏度的影响
250℃时Pb含量与表面张力的关系
熔融焊料在金属表面也有表面张力现象。
大气 大气
液体表面分子受液体内分子的引力＞大气分子引力 液体内部分子受力合力=0
表面张力与润湿力
分子运动 熔融焊料在金属表面润湿的程度除了与液态焊料与
母材表面清洁程度有关，还与液态焊料的表面张力有关。
表面张力与润湿力的方向相反，不利于润湿。
表面张力是物质的本性，不能消除，但可以改变。
润湿角θ
θ=焊料和母材之间的界面 与焊料表面切线之间的夹角
焊点的最佳润湿角 Cu----Pb/Sn 15~45 ° 当θ=0°时，完全润湿；当θ=180°时，完全不润湿；
润湿条件
（a）液态焊料与母材之间有良好的亲和力，能互相溶解。 分子运动 互溶程度取决于：原子半径和晶体类型。因此润湿是 物质固有的性质。 （b）液态焊料与母材表面清洁，无氧化层和其它污染物。 清洁的表面使焊料与母材原子紧密接近，产生引力， 称为润湿力。 当焊料与被焊金属之间有氧化层和其它污染物时，妨 碍金属原子自由接近，不能产生润湿作用。这是形成虚焊 的原因之一。
表面张力在焊接中的作用
分子运动 再流焊——当焊膏达到熔融温度时，在平衡的表面张
力的作用下，会产生自定位效应（self alignment）。表
面张力使再流焊工艺对贴装精度要求比较宽松，比较容易
实现高度自动化与高速度。同时也正因为“再流动”及
“自定位效应”的特点，再流焊工艺对焊盘设计、元器件 标准化有更严格的要求。如果表面张力不平衡，焊接后会 出现元件位置偏移、吊桥、桥接、等焊接缺陷。
起还原反应。
（2）活性剂的活化反应产生激活能，减小界面张力，
提高浸润性。
（3）焊料氧化，产生锡渣。 3.焊料与母材的反应 润湿、扩散、溶解、冶金结合，形成结合层
锡焊机理
（1）润湿
（2）扩散
（3）溶解
（4）冶金结合，形成结合层
（1）润湿
液体在固体表面漫流的物理现象 润湿是物质固有的性质 分子运动 润湿是焊接的首要条件
配比（W%） Sn Pb 表面张力(N/cm) 粘度（mPa•s)
20
30 50 63
80
70 50 37
4.67×10-3
4.7×10-3 4.76×10-3 4.9×10-3
2.72
2.45 2.19 1.97
80
20
5.14×10-3
1.92
焊接中降低表面张力和黏度的措施
①提高温度——升温可以降低黏度和表面张力的作用。 分子运动 升高温度可以增加熔融焊料内的分子距离，减小焊料内 分子对表面分子的引力。 ②适当的金属合金比例——Sn的表面张力很大，增加Pb可以降 低表面张力。63Sn/37Pb表面张力明显减小。