第六章-电子产品生产中的焊接工艺(电子工艺与电子)课件.ppt

第六章 电子产品生产中的焊接工艺 6.1 焊接分类与锡焊的机理焊接分类与锡焊的机理6.2 焊接前的准备6.3 手工焊接工艺手工焊接工艺6.4 工业自动化焊接工艺 6.4 焊点质量及检查工艺 6.5 自动焊接检测工艺 6.1 焊接分类与锡焊的机理n n611 焊接的分类焊接的分类 n n1熔焊n n2钎焊n n3压焊 612锡焊的机理锡焊的机理1焊料与焊件的扩散2润湿3形成合金层613锡焊必须具备的条件n n1焊件要有良好的可焊性n n2焊件表面要保持清洁n n3选用合适的助焊剂n n4焊接温度要适当n n5焊接时间要适当622 导线加工工艺n n1绝缘导线加工工艺n n2屏蔽导线加工工艺623 元器件焊前加工准备n n1元器件引脚成形n n通常引脚成形尺寸都有具体标准要求：通常引脚成形尺寸都有具体标准要求：n n 引脚弯曲的最小半径不得小于引脚线径的引脚弯曲的最小半径不得小于引脚线径的2 2倍。弯曲处不能出现直倍。弯曲处不能出现直角，否则会使弯折处的导线截面积变小，电气特性变差；角，否则会使弯折处的导线截面积变小，电气特性变差；n n 引脚弯曲处距离元器件引脚根部不小于引脚弯曲处距离元器件引脚根部不小于2mm2mm。手工弯折成形手工弯折成形手工弯折成形手工弯折成形模具弯折成形模具弯折成形电阻整形加工全自动电阻成型机(1)(1)引引线线成成形形后后，元元器器件件本本体体不不应应产产生生破破裂裂，表表面面封封装装不不应损坏，引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。应损坏，引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。(2)(2)引引线线成成形形后后，其其直直径径的的减减小小或或变变形形不不应应超超过过10%10%，其其表面镀层剥落长度不应大于引线直径的表面镀层剥落长度不应大于引线直径的1/101/10。(3)(3)若若引引线线上上有有熔熔接接点点，则则在在熔熔接接点点和和元元器器件件本本体体之之间间不不允允许许有有弯弯曲曲点点，熔熔接接点点到到弯弯曲曲点点之之间间应应保保持持2 2 mmmm的的间间距。距。(4)(4)引线成形尺寸应符合安装要求。引线成形尺寸应符合安装要求。(5)(5)引引线线成成形形后后的的元元器器件件应应放放在在专专门门的的容容器器中中保保存存，元元器器件的型号、规格和标志应向上。件的型号、规格和标志应向上。.引线成形的技术要求引线成形的技术要求注意问题注意问题注意问题注意问题:成型跨距成型跨距成型跨距成型跨距：它是指：它是指：它是指：它是指元器件引脚之间元器件引脚之间元器件引脚之间元器件引脚之间的距离的距离的距离的距离，它应该，它应该，它应该，它应该等于印制板安装孔的中心距离等于印制板安装孔的中心距离等于印制板安装孔的中心距离等于印制板安装孔的中心距离，允许公差为允许公差为允许公差为允许公差为0.50.50.50.5毫米毫米毫米毫米。若跨距过大或过小。若跨距过大或过小。若跨距过大或过小。若跨距过大或过小,会使元会使元会使元会使元器件插入印制板器件插入印制板器件插入印制板器件插入印制板后，在元器件的后，在元器件的后，在元器件的后，在元器件的根部间产生应力，根部间产生应力，根部间产生应力，根部间产生应力，而影响元器件的而影响元器件的而影响元器件的而影响元器件的可靠性。可靠性。可靠性。可靠性。n n 弯弯曲曲点点到到元元器器件件端端面面的的最最小小距距离离AA不不应应小小于于2 2 mmmm，弯弯曲曲半半径径R R应应大大于于或或等等于于2 2倍倍的的引引线线直直径径，如如图图3.73.7所所示示。图图中中，AA2 2 mmmm；R R22d d(d d为为引引线线直直径径)；h h在在垂垂直直安装时大于等于安装时大于等于2 mm2 mm，在水平安装时为，在水平安装时为0 02 mm2 mm。图3.7 引线成形基本要求 n n 半半导导体体三三极极管管和和圆圆形形外外壳壳集集成成电电路路的的引引线线成成形形要要求如图求如图3.83.8所示。图中除角度外，单位均为所示。图中除角度外，单位均为mmmm。图3.8 三极管及圆形外壳引线成形基本要求(a)三极管；(b)圆形外壳集成电路n n 扁扁平平封封装装集集成成电电路路的的引引线线成成形形要要求求如如图图3.93.9所所示示。图图中中WW为为带带状状引引线线厚厚度度，R R22WW，带带状状引引线线弯弯曲曲点点到到引引线根部的距离应大于等于线根部的距离应大于等于1 mm1 mm。图3.9 扁平集成电路引线成形基本要求、屏蔽导线端头处理屏蔽导线端头处理屏蔽导线的作用：屏蔽导线的作用：屏蔽导线的作用：屏蔽导线的作用：在导线外加上金属屏蔽层，防在导线外加上金属屏蔽层，防在导线外加上金属屏蔽层，防在导线外加上金属屏蔽层，防止导线周围的电场或磁场干扰电路正常工作止导线周围的电场或磁场干扰电路正常工作止导线周围的电场或磁场干扰电路正常工作止导线周围的电场或磁场干扰电路正常工作 加工注意事项：加工注意事项：加工注意事项：加工注意事项：注意去除的屏蔽层不宜太多，否则会影响屏蔽效注意去除的屏蔽层不宜太多，否则会影响屏蔽效注意去除的屏蔽层不宜太多，否则会影响屏蔽效注意去除的屏蔽层不宜太多，否则会影响屏蔽效果，去除的长度应根据导线的工作电压而定果，去除的长度应根据导线的工作电压而定果，去除的长度应根据导线的工作电压而定果，去除的长度应根据导线的工作电压而定 600V600V以下以下以下以下101020mm 20mm 600V600V3000V3000V202030mm 30mm 3000V3000V以上以上以上以上303050mm 50mm 图3.10 屏蔽导线去屏蔽层的长度图3.11 剥落屏蔽层并整形搪锡(a)挑出导线；(b)整形搪锡(1)直接用屏蔽层制作直接用屏蔽层制作：剥落屏蔽层并整形搪锡。在屏蔽：剥落屏蔽层并整形搪锡。在屏蔽(2)导线端部附近把屏蔽层开个小孔，挑出绝缘导线，把剥导线端部附近把屏蔽层开个小孔，挑出绝缘导线，把剥(3)落的屏蔽层编织线整形并搪好一段锡。落的屏蔽层编织线整形并搪好一段锡。n n (2)(2)在屏蔽层上绕制镀银铜线制作在屏蔽层上绕制镀银铜线制作在屏蔽层上绕制镀银铜线制作在屏蔽层上绕制镀银铜线制作n n 在在在在屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽层层层层上上上上加加加加接接接接导导导导线线线线。有有有有时时时时剥剥剥剥落落落落的的的的屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽层层层层长长长长度度度度不不不不够够够够，需需需需加加加加焊焊焊焊接接接接地地地地导导导导线线线线，可可可可按按按按图图图图3.123.12所所所所示示示示，把把把把一一一一段段段段直直直直径径径径为为为为0.50.50.8 0.8 mmmm的的的的镀镀镀镀银银银银铜铜铜铜线线线线的的的的一一一一端端端端绕绕绕绕在在在在已已已已剥剥剥剥落落落落的的的的并并并并经经经经过过过过整整整整形形形形搪搪搪搪锡锡锡锡处处处处理理理理的的的的屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽层层层层上上上上，绕绕绕绕约约约约2 23 3圈并焊牢。圈并焊牢。圈并焊牢。圈并焊牢。图3.12 加焊接地导线较粗、较硬的屏蔽导线端头加工较粗、较硬的屏蔽导线端头加工镀银铜裸线缠绕屏蔽层端头 套上收缩套管 1.1.棉织线套低频电缆的端头绑棉织线套低频电缆的端头绑棉织线套低频电缆的端头绑棉织线套低频电缆的端头绑 棉棉棉棉织织织织线线线线套套套套多多多多股股股股电电电电缆缆缆缆一一一一般般般般用用用用作作作作经经经经常常常常移移移移动动动动的的的的器器器器件件件件的的的的连连连连线线线线。绑绑绑绑扎扎扎扎端端端端头头头头时时时时，根根根根据据据据工工工工艺艺艺艺要要要要求求求求，先先先先剪剪剪剪去去去去适适适适当当当当长长长长度度度度的的的的棉棉棉棉织织织织线线线线套套套套，然然然然后后后后用用用用棉棉棉棉线线线线绑绑绑绑扎扎扎扎线线线线套套套套端端端端，缠缠缠缠绕绕绕绕宽宽宽宽度度度度4 48 8 mmmm，缠缠缠缠绕绕绕绕方方方方法法法法见见见见图图图图3.143.14。拉拉拉拉紧紧紧紧绑绑绑绑线线线线后后后后，将将将将多多多多余余余余绑绑绑绑线线线线剪剪剪剪掉掉掉掉，在在在在绑绑绑绑线上涂以清漆线上涂以清漆线上涂以清漆线上涂以清漆Q98-1Q98-1胶。胶。胶。胶。线绳绑扎：捆扎线有棉织线、尼龙线、亚麻线等。线绳绑扎：捆扎线有棉织线、尼龙线、亚麻线等。3.2.3 电缆的加工电缆的加工 2.绝缘同轴射频电缆的加工 对绝缘同轴射频电缆进行加工时，应特别注意芯线对绝缘同轴射频电缆进行加工时，应特别注意芯线对绝缘同轴射频电缆进行加工时，应特别注意芯线对绝缘同轴射频电缆进行加工时，应特别注意芯线与金属屏蔽层间的径向距离，如图与金属屏蔽层间的径向距离，如图与金属屏蔽层间的径向距离，如图与金属屏蔽层间的径向距离，如图3.153.15所示。所示。所示。所示。图3.15 同轴射频电缆 如果芯线不在屏蔽层的中心位置，则会造成特性阻抗不准确，信号传输受到损耗。最普通的方法是使用最普通的方法是使用摩擦轮剥皮器的剥离法摩擦轮剥皮器的剥离法。如图。如图3.163.16所示，两个胶木轮向相反方向旋转，对电缆的绝缘层产所示，两个胶木轮向相反方向旋转，对电缆的绝缘层产生摩擦而熔化绝缘层，然后绝缘层熔化物被抛光刷刷掉。生摩擦而熔化绝缘层，然后绝缘层熔化物被抛光刷刷掉。如果摩擦轮的间距正确，就能整齐、清洁地剥去需要剥如果摩擦轮的间距正确，就能整齐、清洁地剥去需要剥离的绝缘层。离的绝缘层。n n 图图3.173.17是是一一种种用用刨刨刀刀片片去去除除扁扁电电缆缆绝绝缘缘层层的的方方法法。刨刨刀刀片片可可用用电电加加热热，当当刨刨刀刀片片被被加加热热到到足足以以熔熔化化绝绝缘缘层层时时，将将刨刨刀刀片片压压紧紧在在扁扁电电缆缆上上，按按图图示示方方向向拉拉动动扁扁电电缆缆，绝绝缘缘层层即即被被刮刮去去。剥剥去去了了绝绝缘缘层层的的端端头头可可用用抛抛光光的方法或用合适的溶剂清理干净。的方法或用合适的溶剂清理干净。n2元器件的插装6.3 手工焊接工艺n n6.3.1 手工焊接的基本技能手工焊接的基本技能n n1 焊接操作的正确姿势焊接操作的正确姿势图6-9握电烙铁的手法示意 图6-10 焊锡丝的拿法 6.3.1 手工焊接的基本技能n n2手工焊接操作的基本步骤n n准备施焊（图准备施焊（图(a)(a)）加热焊件（图加热焊件（图(b)(b)）送入焊丝（图送入焊丝（图(c)(c)）n n移开焊丝（图移开焊丝（图(d)(d)）移开烙铁（图移开烙铁（图(e)(e)）图6-11 锡焊五步操作法n n3.手工焊接操作技巧n n 保持烙铁头的清洁保持烙铁头的清洁 n n 采用正确的加热方法采用正确的加热方法 n n 加热要靠焊锡桥加热要靠焊锡桥 n n 采用正确的方法撤离烙铁采用正确的方法撤离烙铁 n n 焊锡凝固前焊件不能动焊锡凝固前焊件不能动 n n 焊锡用量要合适焊锡用量要合适 n n 焊剂量要合适焊剂量要合适 n n 不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具 6.3.1 手工焊接的基本技能图6-12 正确的加热方法n n1注塑元件的焊接n n2.簧片类元件的焊接n n3MOSFET及集成电路的焊接632 几种特殊元器件的焊接工艺 图6-14 钮子开关结构以及焊接不当导致失效的示意图 n n1导线-接线端子及导线-导线之间的焊接：n n 绕焊 n n 钩焊 n n 搭焊 633 导线的焊接图6-15 导线和端子的绕焊图6-17 导线和端子的钩焊 图6-18 搭焊 633 导线的焊接2.2.杯形焊件与导线的焊接杯形焊件与导线的焊接 3.3.金属板件与导线的金属板件与导线的焊接焊接 图6-19 杯形接线柱与导线的焊接方法 图6-20 金属板表面搪锡的方法 6.4 工业自动化焊接工艺641 浸焊（浸焊（Dip soldering）工艺）工艺 641 浸焊（Dip soldering）工艺图6-21 浸焊机的锡锅示意图 1020 n n焊前准备 n n预热 n n焊接 图6-23 波峰焊接工艺流程元器件准备印制电路板准备元器件插装涂 助焊剂预热焊接冷却清洗642 波峰焊（Wave Soldering）工艺图6-24 斜坡式波峰焊和高波峰焊原理n n双波峰焊接工艺 642 波峰焊（Wave Soldering）工艺642 波峰焊（Wave Soldering）工艺642 波峰焊（Wave Soldering）工艺图6-22 波峰焊机的内部结构示意图642 波峰焊（Wave Soldering）工艺熔锡熔锡642 波峰焊（Wave Soldering）工艺波峰焊工艺材料的调整波峰焊工艺材料的调整:n n 焊料焊料 波峰焊一般采用波峰焊一般采用Sn63/Pb37的共晶焊料，的共晶焊料，熔熔点为点为183。Sn的含量应该保持在的含量应该保持在61.5%以上，以上，并且并且Sn/Pb两者的含量比例误差不得超过两者的含量比例误差不得超过1%。n n 助焊剂助焊剂642 波峰焊（Wave Soldering）工艺 几种波峰焊机几种波峰焊机 一般的波峰焊机焊接一般的波峰焊机焊接SMT电路板时存在以下电路板时存在以下问题：问题：气泡遮蔽效应。气泡遮蔽效应。阴影效应。阴影效应。642 波峰焊（Wave Soldering）工艺 斜坡式波峰焊机斜坡式波峰焊机 特点特点：增加了电路板增加了电路板焊接面与焊锡焊接面与焊锡波峰接触的长波峰接触的长度度；有利于焊点内有利于焊点内的助焊剂挥发，的助焊剂挥发，避免形成夹气避免形成夹气焊点，还能让焊点，还能让多余的焊锡流多余的焊锡流下来。下来。642 波峰焊（Wave Soldering）工艺 高波峰焊机高波峰焊机 适用于适用于THT元器件元器件“长脚插焊长脚插焊”工艺工艺，一般，一般，在高波峰焊机的后面配置剪腿机，用来剪短元在高波峰焊机的后面配置剪腿机，用来剪短元器件的引脚。器件的引脚。642 波峰焊（Wave Soldering）工艺 双波峰焊机 特别适合焊接那些特别适合焊接那些THTSMT混合元器件的电路混合元器件的电路板。最常见的波型组合是板。最常见的波型组合是“紊乱波紊乱波”“宽平波宽平波”。642 波峰焊（Wave Soldering）工艺“紊乱波”“宽平波”紊乱波宽平波642 波峰焊（Wave Soldering）工艺不同印制电路板在波峰焊时的预热温度不同印制电路板在波峰焊时的预热温度 643 再流焊（Re-flow Soldering）工艺再流焊再流焊应用于各类表面安装元器件（应用于各类表面安装元器件（SMD）的）的焊接。焊料是焊接。焊料是焊锡膏。焊锡膏。刮锡膏刮锡膏：在印制：在印制电路板的焊接部电路板的焊接部位施放适量和适位施放适量和适当形式的焊锡膏当形式的焊锡膏 贴片贴片：贴放：贴放SMD，焊锡，焊锡膏将元器件膏将元器件粘在粘在PCB板板上上再流焊再流焊：外：外部热源加热，部热源加热，使焊料熔化使焊料熔化而再次流动而再次流动浸润，将元浸润，将元器件焊接到器件焊接到印制板上。印制板上。643 再流焊（Re-flow Soldering）工艺再流焊的再流焊的工艺要求工艺要求：要设置合理的温度曲线。要设置合理的温度曲线。再流焊的再流焊的工艺要求工艺要求：SMT电电路路板板在在设设计计时时就就要要确确定定焊焊接接方方向向，应应当按照设计方向进行焊接。当按照设计方向进行焊接。在焊接过程中，要严格防止传送带震动。在焊接过程中，要严格防止传送带震动。必须对第一块印制电路板的焊接效果进行判必须对第一块印制电路板的焊接效果进行判断，适当调整焊接温度曲线。断，适当调整焊接温度曲线。再流焊主要加热方法的优缺点再流焊主要加热方法的优缺点 表1再流焊主要加热方法的优缺点再流焊主要加热方法的优缺点 65 焊点质量及检查工艺651 焊点质量检查652 常见焊点缺陷及其分析653 SMT印制板上的焊点1.典型焊点的形成及其外观典型焊点的形成及其外观 THT焊点的形成对焊点的质量要求，包括对焊点的质量要求，包括电气接触良好电气接触良好、机械机械结合牢固结合牢固和和美观美观三个方面。三个方面。651 焊点质量检查焊点质量检查651 焊点质量检查焊点质量检查典型THT焊点的外观 651 焊点质量检查焊点质量检查典型THT焊点的外观 651 焊点质量检查焊点质量检查典型THT焊点的外观 典型典型SMT焊点的外观：焊点的外观：有有末端重叠末端重叠部分部分 可靠的电气连接可靠的电气连接 足够的机械强度足够的机械强度 光洁整齐的外观光洁整齐的外观 2.焊点的质量标准焊点的质量标准 651 焊点质量检查焊点质量检查652常见焊点缺陷及其分析常见焊点缺陷及其分析 印制电路板上各种焊点缺陷 65 2常见焊点缺陷及其分析常见焊点缺陷及其分析 形成原因多为：焊接点氧化、焊接温度过低、形成原因多为：焊接点氧化、焊接温度过低、助焊剂过度蒸发。助焊剂过度蒸发。653 SMT印制板上的焊点印制板上的焊点其他焊接缺陷：侧装竖件翻件正常4.焊点质量的检查 通通电电检检查查设计的针床设计的针床66 自动焊接检测技术 正在检查中 66 自动焊接检测技术 正在检查中 66 自动焊接检测技术 66 自动焊接检测技术自动焊接检测技术