锡焊润湿机理

焊 锡
主要指用锡基合金做的焊料。熔融法制锭， 主要指用锡基合金做的焊料。熔融法制锭，压 锡基合金做的焊料 力加工成材. 力加工成材. • 焊锡的种类： 焊锡的种类： • 1.有铅焊锡：由锡（融点232度）和铅（熔点 1.有铅焊锡 由锡（融点232 有铅焊锡： 232度 和铅（ 327度 组成的合金.其中由锡63 和铅37 63％ 37％ 327度）组成的合金.其中由锡63％和铅37％组成 的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183 183度 的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183度. • 2.无铅焊锡：为适应欧盟环保要求提出的ROHS 2.无铅焊锡 为适应欧盟环保要求提出的ROHS 无铅焊锡： 标准.焊锡由锡铜合金做成. 标准.焊锡由锡铜合金做成.。 •
图2．4 干净玻璃表面的水和水银
图2．5 润湿角
液体和固体交界处形成一定的角度，这个角称润湿角， 液体和固体交界处形成一定的角度，这个角称润湿角，是定 量分析润湿现象的一个物理量。如图2.5所示， 角从0 2.5所示 量分析润湿现象的一个物理量。如图2.5所示，θ角从0°到 180° 角越小，润湿越充分。实际中我们以90 90° 180°，θ角越小，润湿越充分。实际中我们以90°为润湿 的分界。 的分界。
2．10 感应式烙铁结构示意图 ．
三． 锡焊工具与材料
吸锡烙铁 所示是一种吸锡烙铁， 图2.11所示是一种吸锡烙铁，也可将吸锡器做成单独 所示是一种吸锡烙铁 种工具， 所示。 的——种工具，如图 种工具 如图2.12所示。 所示
图2．11 吸锡烙铁 ．
图2．12 吸锡器 ．
锡焊工具与材料
调温及恒温烙铁
外热式 25 - 30w
电烙铁芯子(外热式） 电烙铁芯子(外热式）
内热式烙铁芯
烙铁头
常用烙铁头
A 型 B 型 C型
内部由高纯度的无氧铜制成,外面镀上合金层, 内部由高纯度的无氧铜制成,外面镀上合金层,合金层前端镀 上无铅锡, 上无铅锡,后端会镀上抗氧化的铬 .
锡焊工具与材料
感应式烙铁 感应式烙铁也叫速热烙铁，俗称焊枪。 感应式烙铁也叫速热烙铁，俗称焊枪。
目前常用的是紫外线光固化型阻焊剂， 目前常用的是紫外线光固化型阻焊剂，也称为光敏阻焊剂。
(1)耐高温、节约焊料. (1)耐高温、节约焊料. 耐高温 (2)防止桥接 短路 短路. (2)防止桥接 、短路. (3)保护集成电路、防止氧化 ． (3)保护集成电路、 保护集成电路
四． 手工锡焊基本操作
1．焊接操作姿势 ．
图2.6 焊料润湿角
二．锡焊机理
3、结合层 、
焊接过程中，焊料和焊件的界面有扩散现象发生。 焊接过程中，焊料和焊件的界面有扩散现象发生。这种 扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成一种新的金属合金 扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成一种新的金属合金 我们称之为结合层 结合层。 层，我们称之为结合层。(图2.7) 由于结合层的作用将焊料和焊件结合成一个整体， 由于结合层的作用将焊料和焊件结合成一个整体，实现金 属连续性。 2.8)焊接过程同黏接物品的机理不同之处即 属连续性。(图2.8)焊接过程同黏接物品的机理不同之处即 在于此。 在于此。
结果 外形美观、导电 良好，连接可靠
焊料过多，焊料 面呈凸形 焊料过少 焊料未流满焊盘
到焊丝撤离过迟
浪费焊料，可能 包藏缺陷 机械强度不足 强度不够
到焊丝撤离过早 焊料流动性不好； 助焊剂不足或质 量差
烙铁撤离角度不当； 助焊剂过；加热时 间过长
四． 手工锡焊基本操作
２．五步法训练
（1）准备施焊 （2）加热焊件 （3）熔化焊料 （4）移开焊锡 （5）移开烙铁
焊盘孔与引线间隙影响焊接质量
焊锡用量要适中
常见焊点及质量分析
焊点外形 外观特点
以焊接导线为中心，匀 称、成裙形拉开，外观 光洁、平滑 a =(1～1.2)b c ≈ 1mm
原因分析 焊料适当、温度 合适，焊点自然 成圆锥状
锡焊工具与材料
２．焊料 焊料是易熔金属，它熔点低于被焊金属， 焊料是易熔金属，它熔点低于被焊金属，在熔 化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接 到一起。按焊料成分，有锡铅焊料、银焊料、 到一起。按焊料成分，有锡铅焊料、银焊料、钢焊 料等，在一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。 料等，在一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。
图 2．13 调温及恒温烙铁 ．
烙铁头材料的组成
• 铜——作为导热体，是烙铁头（紫铜）的主要成分。占 85%左右，铜的导热性能好，有利于烙铁头迅速升温，好 的烙铁头都是有紫铜做的，但有的厂家用黄铜. • 铁——起抗腐蚀的作用，是影响烙铁头使用寿命的关键因 素。好的烙铁头镀铁层晶体结构细而密，耐腐蚀效果好， 这样的烙铁头使用寿命长，下锡效果好。镀铁技术不好的 厂家主要靠镀铁层的厚度来控制烙铁头的使用寿命，通常 会出现镀铁层厚了烙铁头不上锡，薄了不耐用。 • 镍——起到镀铁层防锈的作用，而且便于后面镀鉻。 • 鉻——不粘锡，防止使用时锡往烙铁头身体上跑。一般烙 铁头镀鉻时间在5分钟以上，普通的装饰镀鉻都在1分钟左 右。 • 锡——在头部，在使用是粘锡的部位。
电子工程基础训练
压焊
• 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接 的电弧焊方法。是生产中应用最多、 的电弧焊方法。是生产中应用最多、最普 遍的焊接方法。 遍的焊接方法。它是利用焊条与焊件之间 产生的电弧热， 产生的电弧热，熔化焊件与焊条而进行焊 接的。 接的。
熔焊
• 所谓熔焊，是指焊接过程中，将焊接接头 所谓熔焊，是指焊接过程中， 加热至熔化状态， 加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方 法。 • 熔焊可以分为：电弧焊、电渣焊、 熔焊可以分为：电弧焊、电渣焊、气 电子束焊、激光焊等 焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧 焊又可以进一步分为：手工电弧焊（ 焊又可以进一步分为：手工电弧焊（焊条 电弧焊）、气体保护焊、埋弧焊、等离子 电弧焊）、气体保护焊、埋弧焊、 ）、气体保护焊 焊等。 焊等。
一．焊接技术与锡焊
(1)铅锡焊料熔点低于200℃， (1)铅锡焊料熔点低于200℃，适合半导体等电 铅锡焊料熔点低于200℃ 子材料的连接。 子材料的连接。 (2)只需筒单的加热工具和材料即可加工 只需筒单的加热工具和材料即可加工， (2)只需筒单的加热工具和材料即可加工，投资 少。 (3)焊点有足够强度和电气性能 焊点有足够强度和电气性能。 (3)焊点有足够强度和电气性能。 (4)锡焊过程可逆 易于拆焊。 锡焊过程可逆， (4)锡焊过程可逆，易于拆焊。
锡焊就其本质上说，是焊料与焊件在其界面上的扩散。 锡焊就其本质上说，是焊料与焊件在其界面上的扩散。 焊件表面的清洁，焊件的加热是达到其扩散的基本条件。 焊件表面的清洁，焊件的加热是达到其扩散的基本条件。
二．锡焊机理
2、润湿 、
润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。 润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。这种 润湿作用是物质所固有的一种性质( 2.4)。 润湿作用是物质所固有的一种性质(图2.4)。
一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜 一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜 30cm 40cm 电烙铁拿法有三种: 电烙铁拿法有三种
四． 手工锡焊基本操作
1．焊接操作姿势 ．
焊锡丝一般有两种拿法 :
注意：使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁 用后一定要稳妥放于烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。
三． 锡焊工具与材料
分类及结构
直热式烙铁 所示为典型烙铁结构，主要由以下几部分组成。 图2．9所示为典型烙铁结构，主要由以下几部分组成。
图2．9 典型烙铁结构示意图 ．
三． 锡焊工具与材料
直热式烙铁组成
(1)发热元件，其中能量转换部分是发热元件，俗称烙 发热元件，其中能量转换部分是发热元件，俗称烙 发热元件 铁芯子。 铁芯子。内热式与外热式主要区别在于外热式的发 热元件 在传热体的外部，而内热式的发热元件在传热体的内部， 在传热体的外部，而内热式的发热元件在传热体的内部，也 就是烙铁芯在内部发热。 就是烙铁芯在内部发热。 (2)烙铁头，作为热量存储和传递的烙铁头，一般用紫 烙铁头， 烙铁头 作为热量存储和传递的烙铁头， 铜制成。 铜制成。 (3)手柄，一般用木料或胶木制成，设计不良的手柄， 手柄， 手柄 一般用木料或胶木制成，设计不良的手柄， 温升过高会影响操作。 温升过高会影响操作。 (4)接线柱，这是发热元件同电源线的连接处。 接线柱， 接线柱 这是发热元件同电源线的连接处。
一．焊接技术与锡焊
焊接是金属加工的基本方法之一。 焊接是金属加工的基本方法之一。 通常分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 通常分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 锡焊， 锡焊，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙 使其连接的一种焊接方法，特征： 使其连接的一种焊接方法，特征： (1)焊料熔点低干焊件 焊料熔点低干焊件。 (1)焊料熔点低干焊件。 (2)焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接 (2)焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接 温度，焊料熔化而焊件不熔化。 温度，焊料熔化而焊件不熔化。 (3)连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件 (3)连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件 的焊接面产生冶金、 的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而 实现的。 实现的。
三． 锡焊工具与材料
铅锡合金 铅与锡熔形成合金后，具有一系列铅和锡不具备的优点： 铅与锡熔形成合金后，具有一系列铅和锡不具备的优点： （１）熔点低； 熔点低； （２）机械强度高； 机械强度高； （３）表面张力小； 表面张力小； （４）抗氧化性好． 抗氧化性好．
锡焊工具与材料
2． 焊剂 ．
助焊剂阻焊剂的作用与要求 助焊剂(松香）作用： 助焊剂(松香）作用： (1)帮助焊接 (1)帮助焊接 . (2)防止氧化 (2)防止氧化 . (3)减小表面张力 减小表面张力. (3)减小表面张力. 阻焊剂（绿油）作用: 阻焊剂（绿油）作用:
一．焊接技术与锡焊
图2.1 焊接分类
二．锡焊机理
1、扩散 、
扩散现象
图2．2 金属晶格点阵模型 ．
图2．3 焊料与焊件扩散示意图 ．
二．锡焊机理
1、扩散 、
金属之间的扩散不是任何情况下都会发生， 金属之间的扩散不是任何情况下都会发生，而是有条件 两个基本条件是： 的。两个基本条件是：Biblioteka Baidu(1)距离 两块金属必须接近到足够小的距离。 距离， (1)距离，两块金属必须接近到足够小的距离。 (2)温度 只有在一定温度下金属分子才具有动能， 温度， (2)温度，只有在一定温度下金属分子才具有动能，使得 扩散得以进行。 扩散得以进行。
图2.7 焊料与焊件扩散示意图
图2.8 锡焊结合层示意图
三． 锡焊工具与材料
1.电烙铁 电烙铁
电烙铁是手工施焊的主要工具，选择合适的烙铁， 电烙铁是手工施焊的主要工具，选择合适的烙铁，合 理地使用它，是保证焊接质量的基础。 理地使用它，是保证焊接质量的基础。 分类及结构 由于用途，结构的不同，有各式各样的烙铁， 由于用途，结构的不同，有各式各样的烙铁，从加热 方式分：有直热式、感应式、气体燃烧式等； 方式分：有直热式、感应式、气体燃烧式等；从烙铁发热 能力分： 20W，30W， 能力分：有20W，30W，……，300W等；从功能分:又有单 ，300W等 从功能分: 用式、两用式、调温式等。最常用的还是单一焊接用的直 用式、两用式、调温式等。最常用的还是单一焊接用的直 热式电烙铁。它又可分为内热式和外热式两种。 热式电烙铁。它又可分为内热式和外热式两种。
二．锡焊机理
2、润湿 、
锡焊过程中，熔化的铅锡焊料和焊件之间的作用， 锡焊过程中，熔化的铅锡焊料和焊件之间的作用，正是 这种润湿现象。观测润湿角是锡焊检测的方法之一， 这种润湿现象。观测润湿角是锡焊检测的方法之一，润湿角 越小，焊接质量越好。 越小，焊接质量越好。 一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达20 20° 一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达20°，实 际应用中一般以45 为焊接质量的检验标准( 2.6)。 45° 际应用中一般以45°为焊接质量的检验标准(图2.6)。