电路板焊接实验焊接的介绍精品PPT课件

1.1.3.2 润湿
◇ 润湿现象
润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物 理现象。
如果液体能在固体表面漫流开，我们就说这 种液体能润湿该固体表面。
◇ 润湿力与润湿角 润湿力：不同的液体和固体，它们之间相互 作用的附着力和液体的内聚力是不同的，其 合力就是液体在固体表面漫流的力。 润湿角：当力的作用平衡时流动也停止了， 液体和固体交界处形成的角度。
1.1.2 锡焊
锡焊，简略地说，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。
其特征是：
• 焊料熔点低于焊件 • 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。 • 连接的形式：由熔化的焊料润湿焊件的焊 接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现 的。
锡焊工艺成熟，实施方便，在电子装配 中获得广泛应用。
活性最强，常温下即能除 去金属表面的氧化膜。 有强腐蚀作用，很容易损 伤金属及焊点，电子焊接 中很少使用。
◇ 免清洗焊剂
活性次于氯化物，有较好 助焊作用。 也有一定腐蚀性，残渣不 易清理，且挥发物对操作 者有害。
CETFD 叫固相线，温度 低于此线时，合金为固相
实际应用中，一般将 Sn60%，Pb40% 的焊锡就称为共晶焊锡。
◇ 焊料产品
手工烙铁焊接常用管状焊锡丝。 将焊锡制成管状内部加助焊剂。
1.2.3 焊剂
由于金属表面同空气接触后都会生成一层氧化膜。这层氧
化膜阻止液态焊锡对金属的润湿作用。
◇ 助焊剂的三大作用：
常清理和修整。
在传热体的内部。
◇ 吸锡烙铁
吸锡烙铁，即在普通直热式烙铁上增加吸锡结构。
吸 锡 烙 铁
吸 锡 器
◇ 调温及恒温烙铁
• 调温烙铁
手动式调温 自动省电；烙铁不会过热，寿命延长。 ·升温时间快，只需 40～60 秒。 ·恒温不受电源电压、环境温度影响。
常用烙铁头形状
常用烙铁头
实际使用时，根据焊点大小灵活应用。 如图所示
1.2.2 焊料 一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料。
◇ 铅锡合金
不同比例的铅和锡混合后其状态随温度变化的曲线。
AB 线表示最适于焊接的温 度，它高于液相线约50℃。
CTD 线叫液相线；温度 高于此线时合金为液相
两线之间的两个三角 形区域内，合金是半 融、半凝固状态。
电路板焊接实验
——生产实习之二
实验安排
周次
1
内容 焊接技能的介绍。焊接练习。
1、2 焊接控制板，四块小板。（小车材料发放）
组装小车。
3
（马达盒、车轮、开关、走线）
4
全部连线检查，小车验收。
小车功能演示
一、焊接的介绍
1.1 锡焊概述和机理
1.1.1 概述
电子产品连接方法有多种，使用最广泛的方法是锡焊。
1.2.1.2 电烙铁的选用
焊件及工作性质
烙铁头温度(室 温220V电压)
选用烙铁
一般印制电路板/安装导线
20W内热式，30W外热式，恒温式
集成电路
焊片，电位器，2～8W电 阻，大电解功率管
8W以上大电阻， f2以上 导线等较大元器件
250～400℃ 350～450℃ 400～550℃
20W内热式，恒温式，储能式 35～50W内热式，调温式50～ 75W外热式
◇ 直热式烙铁 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。
典型烙铁结构，主要由接以线下柱：几这是部发热分元组件同成电源。线的连接处。
烙铁头：作为热量存贮和传递的烙铁头，一般用紫铜制成。 发热元件：外热式传
在使用中，因高温氧化和焊剂腐蚀会变成凹凸不平，需经 热体的外部；内热式
锡焊优点： • 熔点低：适合半导体等电子材料的连接 • 投资省：简单的加热工具和材料即可加工 • 性能好：焊点有足够强度和电气性能 • 可拆焊：锡焊过程可逆
1.1.3 锡焊机理
1.1.3.1 扩散
◇ 扩散现象
晶格稳定
距离 足够小
界面上晶格的紊乱 部分原子能从一个晶格点阵移动到另一个
金属之间的扩散 金属之间的“焊接”
◇ 扩散基本条件
金属之间的扩散，两个基本条件： • 距离-两块金属必须接近到足够小的距离。在一定 小的距离内，两块金属原子间引力作用才会发生。 • 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。在常温下扩散进行是非常缓慢的。
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。
100W内热式150～200Ｗ外热式
汇流排，金属板等 维修，调试一般电子产品
SMT手工焊接
500～630℃
300W以上外热式或火焰锡焊
20W内热式，恒温式，感应式，储 能式，两用式，焊接台
恒温式，焊接台，数字智能焊接台
1.2.1.3 常用烙铁头
烙铁 头一 般用 紫铜 制成， 现在 内热 式烙 铁头 都经 电镀。
• 除氧化膜：助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反应， 从而除去氧化膜，反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料 表面。 • 防止氧化：液态的焊锡及加热的焊件金属容易与空气中的氧 接触而氧化。助焊剂在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层。 • 减小表面张力，增加焊锡流动性，有助于焊锡润湿焊件。
◇ 助焊剂分类
θ角从 0°到 180°，θ角越小，润湿越充分。 90°为润湿的分界
◇ 锡焊润湿焊件
• 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。 • 如果焊料能润湿焊件，它们之间可以焊接。 • 润湿角越小，焊接质量越好。
1.1.3.3 结合层
结合层：焊料润湿焊件的过程中，符合扩散 现象，使得焊料和焊件界面上形成一种新的 金属合金层。
结合 < 1.2μm，半附着性结合，强度很低； 层 > 6μm ，使组织粗化，产生脆性，降低强度；
厚度 1.2～3.5μm，强度最高，导电性能好。
综上所述，我们获得关于锡焊 的理性认识：
将表面清洁的焊件与焊料加热 到一定温度，焊料熔化并润湿焊件 表面，在其界面上发生金属扩散并 形成结合层，从而实现金属的焊接。
1.2 工具材料
1.2.1 电烙铁
形形色色的电烙铁
1.2.1.1 分类与结构
由于用途、结构的不同，有各式各样的烙铁。
直热式
从加热方式分 感应式
气体燃烧式等；
从烙铁发热能力分，有 20W, 30W……300W 等；
单用式
从功能分 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。