电子工艺学教程下.pptx

《电子工艺学教程下.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子工艺学教程下.pptx（67页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 3斜嘴钳 用于剪短焊接后的线头或剪断2 mm以下的导线。也可与尖嘴钳合用，剥去导线的绝缘皮。第1页/共67页 4剥线钳专门用于剥有包皮的导线。使用时应注意将需剥皮的导线放入合适的槽口，剥皮时不能剪断导线。剪口的槽并拢后应为圆形（可用废指甲剪改制） 。第2页/共67页 5平头钳（克丝钳） 平头钳头部较平宽，适用于螺母、紧固件的装配操作。一般适用紧固M5螺母，其铡口可以使铡断的导线截面不变形。但不能代替锤子敲打零件。铡口第3页/共67页 6、镊子 镊子分尖嘴镊子和圆嘴镊子两种。 尖嘴镊子主要用于夹持较细的导线，以便于装配焊接。 圆嘴镊子主要用于弯曲元器件引线和夹持元器件焊接等。用镊子夹持元器件焊

2、接还起散热作用。第4页/共67页 7螺丝刀 螺丝刀又称为起子、改锥。有“”字形和“”字形两种，专用于拧螺钉。根据螺钉大小可选用不同规格的螺丝刀。但在拧时，不要用力太猛，以免螺钉滑口。 还有无感改锥，主要用于调整中频变压器的磁芯、磁帽，可用不锈钢材料、有机玻璃棒、尼龙塑料自制。第5页/共67页第6页/共67页 7. 毛刷：扫除尘土，清洁焊接面。 8. 锥子、小刚锯条，主要用于钻孔、通透引线孔、割断线路板、刮去绝缘层等。第7页/共67页 9. 大号注射针头，主要用于拆多引脚元器件。10第8页/共67页 10. 砂纸：清除氧化物。第9页/共67页 11.皮老虎（吸耳球）：主要用于清洁机器内部尘土。

3、12. 带测电笔的改锥：主要用来检测物体是否带电，也可用来紧固小螺钉。第10页/共67页10.2 10.2 电烙铁 1电烙铁的分类 电烙铁是手工施焊的主要工具。合理选择、使用电烙铁是保证焊接质量的基础。 （1）按加热方式分类 电烙铁可分为直热式、感应式、气体燃烧式等多种。目前最常用的是单一焊接用的直热式电烙铁。 （2）按电烙铁的功率分类 电烙铁可分为20W、30W、35W、45W、50W、75W、100W、150W、200W、300W、500W等多种。第11页/共67页 （3）按功能分类 可分为单用式、恒温式、吸锡式等。 恒温式电烙铁是指其内部装有带磁铁式的温度控制器，通过控制通电时间而实现温

4、度控制。恒温式电烙铁主要用于对集成电路和晶体管等元器件的焊接。 吸锡电烙铁是将活塞吸锡器和电烙铁融为一体的拆焊工具。可以在拆焊时，方便地吸走焊锡，具有使用灵活方便的特点。第12页/共67页15第13页/共67页第14页/共67页2 2电烙铁的结构 实际当中，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。 1.直热式电烙铁 发热元件：是将电能转换成热能的部件，又称烙铁芯子。它是将镍铬电阻丝缠绕在陶瓷（内热式）或金属（外热式，金属管上包裹云母片）骨架上，陶瓷、云母既充当绝缘体，又当传热体。 第15页/共67页 内热式：将电阻丝绕在直径较细的陶瓷管上，外面再套上一个一定厚度的陶瓷

5、管，整个发热元件又装在烙铁头后部的金属套管内。工作时，热量由内向外传给烙铁头。具有发热快，重量轻、耗电省、体积小、热利用率高等特点。常用规格有20W、35W、50W等几种。由于它的热效率高，20W就相当于30W左右的外热式电烙铁。第16页/共67页第17页/共67页 外热式：将电热丝绕在管径较粗的，用云母包裹的金属管（陶瓷管）上，烙铁头插入管腔内。工作时，热量由外向内传给烙铁头。 20第18页/共67页第19页/共67页烙铁头烙铁芯（发热元件） 外壳内热式电烙铁外热式电烙铁卡箍 手柄 接线柱 接地线 电源线 紧固螺钉图2.6 典 型 烙 铁 结 构 示 意 图绝缘套管 从结构上看，外热式的前部

6、比内热式粗；从传热途径看，内热式效率高于外热式。第20页/共67页 烙铁头：一般用紫铜做成，作用是储存能量、加热焊件和熔化焊料。烙铁头又可分为普通型和长寿型两种。 普通型：普通外热式烙铁头外表面一般不作特别处理，使用中由于高温氧化和焊剂腐蚀会变得凹凸不平，需经常进行清理和修整。 普通内热式烙铁头，由于后部管壁较薄，为防止氧化或减慢氧化，其表面作一般的镀锌处理，烙铁头同样需经常修整。 长寿型：长寿型是在普通烙铁头的外表面电镀上一层不易与锡发生扩散作用、耐磨、耐腐蚀的纯铁，再在前端工作面的铁层上镀上一层与锡有良好浸润作用的镍。第21页/共67页 长寿烙铁头不易被磨损，不需要修整，其寿命是普通烙铁头

7、的20倍左右。长寿烙铁头在高温下同样会被氧化或“烧死”，一旦被“烧死”时，只能用橡胶磨石擦掉氧化层，并用高活性焊剂给烙铁头镀锡。长寿烙铁头不能用砂纸和锉刀修整，前端工作面上的铁镍层一旦被破坏，长寿烙铁头就变成普通烙铁头了。第22页/共67页 手柄：一般用木料或胶木制成，主要作用是绝缘、隔热和便于操作，其外形有直筒型和手枪型。烙铁头烙铁芯（发热元件） 外壳内热式电烙铁外热式电烙铁卡箍 手柄 接线柱 接地线 电源线 紧固螺钉图2.6 典 型 烙 铁 结 构 示 意 图绝缘套管25第23页/共67页 接线柱：主要用于电热丝和电源线间的连接。接线柱按规定应有三个，其中两个接电源与电热丝，另一个连接烙铁

8、金属外壳和接保护零线。新烙铁接线或换烙铁芯时，应判明接地端，接保护零线的接线柱与烙铁金属外壳相连。千万不能接错。烙铁头烙铁芯（发热元件） 外壳内热式电烙铁外热式电烙铁卡箍 手柄 接线柱 接地线 电源线 紧固螺钉图2.6 典 型 烙 铁 结 构 示 意 图绝缘套管第24页/共67页 紧固螺钉（顶丝）：用来固定电源线的，防止由于拉拽时将电源线从接线柱上拉脱造成短路或其它事故。烙铁头烙铁芯（发热元件） 外壳内热式电烙铁外热式电烙铁卡箍 手柄 接线柱 接地线 电源线 紧固螺钉图2.6 典 型 烙 铁 结 构 示 意 图绝缘套管第25页/共67页 1对电烙铁的要求 （1）温度稳定性好，热量充足，可连续焊

9、接。 （2）耗电少，热效率高。 （3）重量轻，便于操作。 （4）结构坚固，寿命长，可以更换烙铁头，易修理。第26页/共67页 2 2对烙铁头的要求 （1）同焊料有良好的亲和性。烙铁头必须是由易同焊料亲和的金属制成，否则，焊料会滴落下来，不易焊接。 （2）导热性好，能有效地将热量传送到焊件。 （3）机械加工性能好，使烙铁头在磨损后能得到修复。 第27页/共67页 电烙铁的选用应根据被焊物体的实际情况而定，一般重点考虑加热形式、功率大小、烙铁头形状等。 1加热形式的选择 （1）内热式和外热式的选择：相同瓦数情况下，内热式电烙铁的温度比外热式电烙铁的温度高。 （2）当需要低温焊接时，应用调压器控制电

10、烙铁的温度，电烙铁的温度与电源电压有密切的关系，实际使用中往往通过调低电源电压来降低电烙铁的温度。30第28页/共67页 （3）通过调整烙铁头的伸出长度控制温度。 往里缩进温度高向外拉出温度低第29页/共67页（4）稳定电烙铁温度的方法主要有以下几种：加装稳压电源，防止供电网的变化；烙铁头保持一定体积、长度和形状；采用恒温电烙铁；室内温度保持恒定；避免自然风或电扇风等。第30页/共67页2 2电烙铁功率的选择 （1）焊接小瓦数的阻容元件、晶体管、集成电路、印制电路板的焊盘或塑料导线时，宜采用3045W的外热式或20W的内热式电烙铁。应用中选用20W内热式电烙铁最好。实验室选用的是50W外热式电

11、烙铁。 （2）焊接一般结构产品的焊接点，如线环、线爪、散热片、接地焊片等时，宜采用75100W电烙铁。 （3）对于大型焊点，如焊金属机架接片、焊片等，宜采用100200W的电烙铁。第31页/共67页3 3烙铁头形状的选择 1. 烙铁头的形状 烙铁头的形状不同，可焊出不同的焊点。下面是几种常用的烙铁头的形状及形成焊点的形状。 实用中，可根据个人习惯及使用体会选用烙铁头。也可预配几个不同的烙铁头，根据焊接对象选用。必要时，也可用锉刀随时对烙铁头进行改形，一般来说，圆斜面及斜面复合式用得较多。形 状 名 称 应 用尖锥式 密集焊点圆斜面 通用凿式 长形焊点半凿式 较长焊点圆锥式 密集焊点 斜面复合式

12、 通用弯形 大焊件图2.7 第32页/共67页2. 烙铁头修整后的镀锡 烙铁头使用一段时间后，由于高温下铜原子向焊锡的扩散和助焊剂的腐蚀，其表面会出现凹凸不平，或氧化发黑，严重时不沾锡，不熔锡，需用砂布、锉刀进行修整。有时为适应焊接对象，也需对烙铁头进行改形。经过修整后或新买的烙铁头，使用时，要进行镀锡。35第33页/共67页 镀锡的方法是： （1）在木版上放适量的松香和焊锡， （2）插上电源后，在稍热时立即粘上松香，保护烙铁头在高温下不被氧化， （3）待温度上升到能熔化焊锡时，将烙铁头在熔化的焊锡和松香中反复摩擦，直到烙铁头的修整面上均匀镀上一层焊锡为止。 烙铁头使用一段时间后，应经常蘸上松

13、香，在木版上摩擦，蹭去烙铁头表面的氧化层，并补充镀锡。第34页/共67页* *10.3 10.3 焊料 作为焊料，应是易熔金属，它的熔点应低于被焊金属。焊料熔化后，应能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接在一起。被焊金属有铜（熔点1083），银（961），金（1064），铁（1535），铝（658）。而常用的焊料有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在电子产品中，主要使用锡铅焊料。第35页/共67页 1锡的特性 物理特性：锡（Sn）是一种软质低熔点金属。熔点为232，比重5.87.2。导电率为12.1mm/mm2。金属锡在高于13.2时为银白色，低于13.2时呈灰色，低于40时变为粉末。纯锡质脆，机

14、械性能差。 化学特性：大气中耐腐蚀性好，不失金属光泽，不受水、氧气、二氧化碳等物质的影响，并易同多种金属形成金属化合物。第36页/共67页2 2铅的特性 物理特性：铅（Pb）是一种浅白色软金属，熔点为327.4，比重为11.4。导电率为7.9 mm/mm2。铅属于对人体有害的重金属，在人体中积蓄能引起铅中毒。纯铅的机械性能也很差。 化学特性：有较高的抗氧化特性和抗腐蚀性，一般不与空气、氧、海水、食盐等发生反应，但易受硝酸、氯化镁的腐蚀。第37页/共67页3 3锡铅（合金）焊料的特性 一定比例的铅锡形成合金后，具有一系列铅和锡不具备的优点： （1）熔点低，易焊接，各种不同成份的锡铅焊料熔点均低于

15、锡和铅的熔点，有利于焊接。 （2）机械强度高，焊料的各种机械强度均优于纯锡和铅。 （3）表面张力小，粘度下降，增大了液态流动性，焊接时有利于进入焊件缝隙，形成可靠接头。 （4）抗氧化性好，使焊料在熔化后不易氧化。40第38页/共67页4 4锡铅焊料状态图 由图可知，不同比例的锡和铅组成的焊料熔点与凝固点各不相同，除纯锡、铅和共晶合金是在单一温度下熔化外，其它焊料都是在一个区域内熔化。完全熔融态C图10.4铅锡合金状态图适合焊接温度线第39页/共67页 图中CTD线为液相线，温度高于此线时为液相。CETFD为固相线，温度低于此线时为固相。两线之间的两个三角形区域内，焊料处于半熔半凝固状态。最适合

16、于焊接的温度应高于液相线50。 完全熔融态C图10.4铅锡合金状态图适合焊接温度线第40页/共67页5 5共晶焊锡 在图中，T为共晶点，对应的锡铅含量为锡是61.9%，铅是38.1%，称为共晶焊锡。它的熔点最低，为183，是锡铅焊料中性能最好的一种，它有如下特点：完全熔融态C图10.4铅锡合金状态图适合焊接温度线第41页/共67页共晶焊锡特点： （1）低熔点，使焊接时加热温度降低，可防止元器件损坏。 （2）熔点和凝固点一致，可使焊点快速凝固，不会因半熔状态时间间隔而造成焊点结晶疏松，强度降低。这一点对自动焊接尤为重要，因为自动焊接传输中不可避免地会出现振动。 （3）流动性好，表面张力小，有利于

17、提高焊点质量。 （4）强度高，导电性好。 第42页/共67页 实际应用中，Pb和Sn的比例不可能正好控制在理论比例上，一般将Sn60%Sn60%、Pb40%Pb40%的焊锡就称为共晶焊锡，其凝固点也不是单一的183183，而是在某一小区域内。45第43页/共67页 1焊锡的物理性能 由表10-1可以看出，含锡量60%的焊料，抗张力强度和剪切强度都较好。而含锡量过高或过低，其性能都不太理想。一般常用焊锡含锡量为1060%。 锡(Sn)铅(Pb)导电性（铜100）抗张力（kgf/mm2 ）折断力（kgf/mm2 ）100013.91.492.095513.63.153.1604011.65.363

18、.5505010.74.733.1425810.24.413.135659.74.573.630709.34.733.501007.91.421.4表10-1 焊料的物理和机械性能第44页/共67页2 2杂质对焊锡的影响 焊锡除含有锡和铅外，还不可避免地含有其它微量金属。这些微量金属作为杂质，超过一定限量就会对焊锡性能产生很大影响。表102（略）列举了几种杂质对焊锡性能的影响。 例如：含杂质铜时，粘性变大，熔点升高，焊接时出现桥接和拉尖。 含锌、铝时，流动性变小，无光泽，焊接时拉尖。 含锑时，变脆，电阻增大。 含铁时，熔点上升，难焊接。第45页/共67页 不纯是绝对的，各种焊锡都规定了杂质标准

19、。不合格的焊锡，可能成分不准确，也可能是杂质含量超标。 另一方面，为改善焊锡的某种性能，也人为的掺进微量的其它金属。如：掺入0.52%的银，可使焊锡熔点降低，掺入镉，可使温度变高。 表104列出了几种常用的国产焊料及其性能。第46页/共67页序号 锡（） 铅（） 铋（） 锑（） 熔点（）1402040110240233712533250181454423523150表10-4常用低温焊锡第47页/共67页1. 常用锡铅焊料的性能 名称牌号主要成分杂质熔点抗拉强度kg/c用途锡锑铅10锡铅焊料HLSnPb1089-910.15余量0.12204.3仪器器皿及医药卫生物品39锡铅焊料HLSnPb3

20、959-610.151834.7电子、电气物品50锡铅焊料HLSnPb5049-512103.8散热器、黄铜制品58-2锡铅焊料HLSnPb58-239-411.5-2235工业及物理制品68-2锡铅焊料HLSnPb68-229-312563.3电缆护套、铅管等80-2锡铅焊料HLSnPb80-217-190.62772.8油壶、容器、散热器90-6锡铅焊料锡铅焊料HLSnPb90-63-45-62655.9黄铜、铜73-2锡铅焊料HLSnPb73-224-261.5-22.8铅45锡铅焊料HLSnPb4553-57200表10-3常用锡铅焊料的性能50第48页/共67页3 3焊锡的形状 焊锡

21、一般做成丝状、扁带状、球状、饼状等形状。 在手工电烙铁焊接中，一般使用管状焊锡丝。它是将焊锡制成管状，在其管内填充助焊剂而制成。焊剂常用优质松香添加一定活化剂。由于松香很脆，拉制时容易断裂，会造成局部缺焊剂的现象，故采用多芯焊锡丝以克服这一缺点。焊料成份一般是含锡量6065%的锡铅焊料。焊锡丝直径有0.5mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.3mm、 2.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm多种。第49页/共67页 等。那么，铅锡焊料必须退出市场。现正在研制中的一种锡、锌、银合金，有可能成为新一代焊锡。第50页/共67页10.4 10.4 焊剂

22、 助焊剂的作用与要求 金属表面同空气接触后，会生成一种氧化膜，温度越高，氧化越严重，这层氧化膜会阻止液态焊锡对金属的浸润作用，犹如玻璃沾上油就会使水不能润湿一样。焊剂就是用于清除氧化膜的一种专用材料。又称为助焊剂。 其作用是： 1. 清除氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、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渣，漂浮在焊料表面。焊剂只能清除氧化膜，不能清除污物，表面有污物时，应先将污物去除。第51页/共67页 2. 防止氧化。液态焊锡及加热的焊件表面，都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，从而防止了焊接面的氧化。 3. 减少焊锡的表面张

23、力。增加焊锡的流动性，有助于焊锡润湿焊件及进入焊件缝隙。 4. 使焊点光亮美观，合适的焊剂，能使焊点形状规则、光亮。第52页/共67页焊剂应具备的条件 那么，什么样的物质能当焊剂呢？对助焊剂的要求是： （1）熔点应低于焊料，只有这样，才能先于焊锡熔化，从而清除氧化膜。 （2）表面张力、粘度、比重小于焊料。不至于被焊料包裹于内。55第53页/共67页 （3）残渣容易清除。焊剂一般都带有酸性，残渣会腐蚀金属，且影响美观。 （4）不能腐蚀母材，如果助焊剂酸性太强，不仅会除去氧化层，也会腐蚀金属，造成 （5）不产生有害气体和刺激性味道。第54页/共67页正磷酸 （H3PO4） 盐酸 氟酸 酸 盐 氯化

24、物（ZnCl2 ，NH4Cl）有机酸（硬脂酸，乳酸，油酸，氨基酸等）有机卤素（盐酸笨胺等） 氨基酰胺，尿素，碳酸氢铵，乙二胺等松香 活化松香氢化松香无机系列有机系列松香系列焊剂助焊剂分类及主要成分第55页/共67页 上述焊剂中，无机焊剂活性最大，腐蚀性最强，常温下即能清除金属表面的氧化层。但这种很强的腐蚀作用极容易损坏金属和焊点，焊后必须用溶剂清洗。否则，残留下来的焊剂具有很强的吸湿性和腐蚀性，会引起严重的区域性斑点，甚至造成二次故障。 无机焊剂一般不能用于电子元器件的焊接。因为焊点中象接线柱空隙，导线绝缘皮内，元件根部等很难用溶剂清洗干净，留下隐患。 无机焊剂中最常用的是焊油，它是将无机焊剂

25、用机油乳化后，制成的一种膏状物质。第56页/共67页 大部分有机焊剂是由有机酸、碱或它们的衍生物组成的。其活性次于无机焊剂，有较好的助焊作用，但也有一定的腐蚀性，残渣不易清理，且挥发物对操作者有害。同时，热稳定性差，呈活化的时间短，即一经加热，便急速分解，其结果就有可能留下无活性的残留物。因此，对热稳定性要求高的地方不适于用这种焊剂。 第57页/共67页 松香的主要成分为松香酸和松香脂松酐。是由松脂提炼而成的混合物，常温下为浅黄色固态没有任何化学活力，呈中性；当被加热到74后熔化，液态呈现弱酸性，可清除金属表面氧化物。并能保护金属表面不被氧化，增加焊锡流动性。焊接完毕后，松香又会变成稳定的固态

26、，无腐蚀，且绝缘。松香很容易溶于酒精中，实际中，常以1 3的比例配成“松香水”，用于焊接。60第58页/共67页2 2活性焊剂 由于松香清洗力不强，在工业自动化焊接中，为增强其活性，一般加入活化剂。如三乙醇氨等。焊接时活化剂根据加热温度分解或蒸发，只有松香残留下来，恢复原来的状态，保持固有的特性。 手工焊接没有必要。第59页/共67页品种配方（重量百分数）可焊性活性适用范围松香酒精焊剂松香 23，无水乙醇 - 77中中性印制板、导线焊接盐酸二乙胺焊剂盐酸二乙胺- 4，三乙醇胺-6，松香-20，正丁醇-10，无水乙醇-60好有轻度腐蚀性（余渣）手工烙铁焊接电子元器件盐酸笨胺焊剂盐酸笨胺-4.5，

27、三乙醇胺-2.5，松香 23，无水乙醇 60，溴化水杨酸-10手工烙铁焊接电子元器件，零部件；可用于搪锡201焊剂溴化水杨酸-10，树脂-20，松香-20，无水乙醇 - 50元器件搪锡、浸焊、波峰焊201-1焊剂溴化水杨酸-7.9，屏息酸树脂-3.5，松香-20.5，无水乙醇-68.1印制板涂覆SD焊剂SD-6.9,溴化水杨酸-3.4，松香-12.7，无水乙醇-77浸焊、波峰焊氯化锌焊剂ZnCl2饱和水溶液很好强腐蚀性各种金属制品、板金件氯化鞍焊剂乙醇-70，甘油-30，NH4Cl锡焊各种黄铜零件表10-6 常用国产树脂焊剂第60页/共67页 附：氯化锌焊剂配置方法：用浓度超过30%的稀盐酸，

28、加入锌皮（可从废电池中取），使发生化学反应，生成氢气（排出）和氯化锌，直到达到饱和为止，（锌皮与盐酸不再反应为止）。 第61页/共67页10.5 10.5 阻焊剂 在焊接时，尤其是在浸焊和波峰焊中，为提高焊接质量，需采用耐高温的阻焊涂料，使焊料只在需要的焊点上进行焊接，而把不需要焊接的部位保护起来，起到一定的阻焊作用。这种阻焊涂料称为阻焊剂。第62页/共67页阻焊剂的主要功能有以下几点： （1）防止桥接、拉尖、短路以及虚焊等情况的发生，提高焊接质量，减小印制电路板的返修率。 （2）因部分印制电路板面被阻焊剂所涂覆，焊接时受到的热冲击小，降低了印制电路板的温度，使板面不易起泡、分层。同时，也起到

29、了保护元器件和和集成电路的作用。 （3）除了焊盘外，其他部分均不上锡，节省了大量的焊料。 （4）使用带有颜色的阻焊剂，如深绿色和浅绿色等，可使印制电路板的板面显得整洁美观。 65第63页/共67页 阻焊剂按照成膜方式可分为热固化型阻焊剂和光固化型阻焊剂两种。 1热固化型阻焊剂 热固化型阻焊剂使用的成膜材料是酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚脂、聚氨脂、丙烯酸脂等。这些材料一般需要在130150温度下加热固化。其特点是价格便宜，粘接强度高。不足是加热温度高，时间长，能源消耗大，印制电路板易变形。现已被逐步淘汰。第64页/共67页2 2光固化型阻焊剂 光固化型阻焊剂使用的成膜材料是含有不饱和双键的乙烯树脂、不饱和聚脂树脂、丙烯酸（甲基丙烯酸）、环氧树脂、丙烯酸聚氨酸、不饱和聚脂、聚氨脂、丙烯酸脂等。它们在高压汞灯下照射23min即可固化。因而可以节省大量能源，提高生产效率，便于自动化生产。目前已被大量使用。第65页/共67页end第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页