2022年任务三的教学设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1.3 表面组装工艺材料贴片胶的化学组成、分类与作用方案学时6焊锡膏的化学组成、分类与作用 教学内容 无铅焊料的类型 助焊剂的化学组成与分类 清洗剂的化学组成与分类教学目标 教学重点 教学难点1. 把握各类表面组装工艺材料的组成、分类与作用 2. 明白无铅焊料的类型及使用方法各类表面组装工艺材料的组成与作用各类表面组装工艺材料的组成与作用一、 导入新课由老师引导思路,复习旧课,引入新课；在 SMT的进展过程中,电子化工材料起着相当重要的作用；目 前,与 SMT相关的化学材料种类繁多,而表面组装材料就是指 SMT装联中所用的化工

2、材料,即SMT工艺材料；它主要包括几下几个方面的内容：贴片胶、助焊剂、焊锡膏和清洗剂；二、贴片胶教表面组装技术有两类典型的工艺流程,一类是焊锡膏再流焊工艺,另一类是贴片胶波峰焊工艺,后者是将片式元器件采 学 用贴片胶粘合在 PCB表面,并在 PCB另一个面上插装通孔元件（或 贴放片式元件）,然后通过波峰焊就能将两种元器件同时焊接在电过程路板上；贴片胶的作用就在于能保证元件坚固地粘在PCB上,并在焊接时不会脱落,一旦焊接完成后,虽然它的功能失去了,但它仍永久地保留在 PCB上,因此,这种贴片胶不仅要有粘合强度而且具 有很好的电气性能；质疑：贴片胶是由哪些化学材料制成的呢？在 SMT工艺过程中 起

3、到什么作用？（一）贴片胶的类型与组分贴片胶按基体材料分,可分为环氧树脂和聚丙烯两大类；1. 环氧型贴片胶 环氧型贴片胶是 SMT中最常用的一种贴片胶, 通常以热固化为名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载主,由环氧树脂、固化剂、增韧剂、填料以及触变剂混合而成；这 类贴片胶典型配方为： 环氧树脂 63%重量比,下同 ,无机填料 30%,胺系固化剂 4%,无机颜料 3%；1 环氧树脂；环氧树脂本身是热塑性的线型结构大分子,树 脂有强的粘附性和柔韧性, 环氧树脂的结构说明白它不仅可以用做 贴片胶,而且具有优异

4、的稳固性和电气性能；2 固化剂；常用固化剂可分为胺类固化剂、酸酐类固化剂等,即环氧树脂贴片胶 仍有一种类型的固化剂就是埋伏性中温固化剂,使用的固化剂,它的特别性就在于在低温下它“ 几乎” 不与环氧树 脂发生化学反应或仅仅以极低的速度参加反应,但一旦遇到适合的 温度就能快速地同树脂反应, 这样就能使贴片胶在低温下有较长的储存期,遇到中温就能快速固化以适应生产需要；3 增韧剂；增韧剂可以提高固化后贴片胶的韧性；常用的增 韧剂有液体丁晴橡胶、聚硫橡胶等；4 填料；加入各种填料,用以实现它涂布的工艺性,如加入 白碳黑等一类触变剂,使贴片胶具有触变性以利于涂布；加入甲基 纤维素 , 以利于减低软化点,并

5、起到调控黏度的作用；5 其他添加剂；加入颜料以利于生产中观看；添加润湿剂以 增加胶的润湿才能, 达到好的初粘性； 添加阻燃剂以达到阻燃成效；2. 丙烯酸类贴片胶丙烯酸类贴片胶是SMT中常用的另一大类贴片胶, 由丙烯酸类树脂、光固化剂、填料组成,常用单组分；它通常是光固化型的贴 片胶,其特点是固化时间短,但强度不及环氧型高；1 丙烯酸类树脂；丙烯酸类树脂是通过加入过氧化物,并在 光或热的作用下实现固化；它不能在室温下固化,通常用短时间紫 外线照耀或用红外线辐射固化,固化温度约为 150,固化时间约 为数十秒到数分钟,属紫外线加热双重固化型；2 固化剂；常为安眠香甲醚类,它在紫外光的激发下能释放

6、出自由基,促使丙烯酸类树脂胶中双键打开,其反应机理属自由基 链式反应型,反应能在极短的时间内进行；（二）贴片胶的包装当前贴片胶的包装形式有两大类,一类是供压力注射法点胶工艺用,贴片胶包装成 5ml、10ml、20ml 和 30ml 注射针管制式,可直接上点胶机用,此外仍有300ml 注射管大包装,使用时分装到小注射针管中；通常包装量越大价钱越廉价,但将大包装分装到小注名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载射针管中就应采纳专用工具,缓慢地注射到干净的注射针管中,达到肯定量后,仍应进行脱气泡处理,以防混入空

7、气,防止点胶时出现“ 空点” 或胶点大小不一；另一类包装是听装,可供丝网模板印刷方式涂布胶用,通常每听装有 1kg；（三）表面组装对贴片胶的要求 1. 常温下使用寿命要长 2. 具有合适的粘度 3. 能够快速固话 4. 粘结强度适当 5. 不干扰电路功能 6. 有颜色便于检查摸索： 1. 贴片胶的作用是什么？它主要与什么焊接方法相协作？ 2. 贴片胶通常由哪几部分组成？一般分成哪几类？三、焊锡膏焊锡膏又称焊膏、锡膏,是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有肯定粘性和良好触变特性的浆料或膏状体；它是SMT工艺中不行缺少的焊接材料,广泛用于再流焊中；常温下,由于焊锡膏具有肯定的粘性,可将电

8、子元器件粘贴在 PCB的焊盘上,在倾斜角度不是太大,也没有外力碰撞的情形下,一般元件是不会移动的,当焊锡膏加热到肯定温度时,焊锡膏中的合金粉末熔融再流淌,液体焊料润湿元器件的焊端与PCB焊盘,在焊接温度下,随着溶剂和部分添加剂挥发, 冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联 在一起,形成电气与机械相连接的焊点；（一）焊锡膏的化学组成 焊锡膏主要由合金焊料粉末和助焊剂组成；其中合金焊料粉占总重量的 85%90%,助焊剂占 15%10%；即焊锡膏中锡粉颗粒与助焊剂的重量之比约为9:1 ,体积之比约为1:1 ；1. 合金焊料粉末合金焊料粉末是焊锡膏的主要成分；常用的合金焊料粉末有锡铅、锡铅银、锡铅铋等,常

9、用的合金成分为 63%Sn37%Pb以及 62%Sn 36%Ph2%Ag；不同合金比例有不同的熔化温度；以Sn/Pb 合金焊料为例,图4-1 表示了不同比例的锡、铅合金状态随温度变化的曲线；图 4-1 中的 T 点叫做共晶点,对应合金成分为61.9%Sn38.1%Pb,它的熔点只有 182；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2. 助焊剂 在焊锡膏中, 糊状助焊剂是合金粉末的载体 , 其中的活化剂主 要起清除被焊材料表面以及合金粉末本身氧化膜的作用,同时具有 降低锡、铅表面张力的功效,使焊料快速扩散并

10、附着在被焊金属表 面；粘接剂起到加大锡膏粘附性并爱护和防止焊后 PCB再度氧化的 作用；为了改善印刷成效和触变性,焊锡膏仍需加入触变剂和溶剂；触变剂主要是用来调剂焊锡膏的粘度以及印刷性能,防止在印刷中 显现拖尾、粘连等现象；溶剂在焊锡膏的搅拌过程中起调剂匀称的 作用,对焊锡膏的寿命有肯定的影响；助焊剂的组成对焊锡膏的扩 展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性质、焊珠飞溅及储存寿命 均有较大影响；（二）焊锡膏的分类 1. 按合金焊料粉的熔点分焊锡膏按熔点分高温焊锡膏（217以上）,中温焊锡膏（173 200）和低温焊锡膏（ 138 173）；最常用的焊锡膏熔点为 178183,随着所用金属种类和组

11、成的不同,焊锡膏的熔点可提高至 250以上,也可降为 150以下,可依据焊接所需温度的不同,挑选不同熔点的焊锡膏；2. 按焊剂的活性分焊锡膏按焊剂活性分类有“R” 级（无活性）,“RMA” 级（中度活性）,“RA” 级（完全活性）和“SRA” 级（超活性）；一般“ R” 级用于航天、航空电子产品的焊接,“RMA” 级用于军事和其它高牢靠性电路组件,“RA” 级用于消费类电子产品,使用时可以 依据 PCB和元器件的情形及清洗工艺要求进行挑选；3. 按焊锡膏的粘度分粘度的变化范畴很大,通常为100 600Pas,最高可达1000Pa s 以上；使用时依据施膏工艺手段的不同进行挑选；4. 按清洗方式

12、分（1 有机溶剂清洗类；如传统松香焊膏（其残留物安全无腐蚀性）或含有卤化物或非卤化物活化剂的焊膏；（2 水清洗类；活性强,可用于难以钎焊的表面,焊后残渣易 于用水清除；使用此类焊锡膏印刷网板寿命长；（3 半水清洗和免清洗类； 一般用于半水清洗和免清洗的焊锡膏不含氯离子,有特别的配方,焊接过程要氮气爱护；其非金属固名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载体含量极低,焊后残留物少到可以忽视,削减了清洗的要求；（三）表面组装对焊锡膏的要求 1. 具有良好的储存稳固性 2. 印刷时应具有优良的脱模性 3. 印刷时

13、和印刷后焊锡膏不易坍塌 4. 具有肯定的粘度 5. 加热时具有良好的润湿性能 6. 不形成或形成最少量的锡料球,焊料飞溅少 7. 焊接强度高,焊接后易清洗（四）焊锡膏的选用原就及使用留意事项 1）焊锡膏通常应当储存在510 的低温环境下,可以储存在电冰箱的冷藏室内；焊锡膏的取用原就是先进先出； 2）一般应当在使用前至少2 h 从冰箱中取出焊锡膏,待焊锡膏达到室温后,才能打开焊锡膏容器的盖子,以免焊锡膏在升温过 程中凝聚水汽； 3）观看焊锡膏,假如表面变硬或有助焊剂析出,必需进行特 殊处理,否就不能使用；假如焊锡膏的表面完好,也要用不锈钢棒 搅拌匀称以后再使用；假如焊锡膏的粘度大,应当适当加入所

14、使用 锡膏的专用稀释剂,稀释并充分搅拌以后再用；4）使用时取出焊锡膏后,应准时盖好容器盖,防止助焊剂挥 发；超过使用期限的焊锡膏不得再使用； 5）涂敷焊锡膏和贴装元器件时,操作者应当戴手套,防止污 染电路板； 6）把焊锡膏涂敷到PCB上时,假如涂敷不精确,必需擦洗掉焊锡膏再重新涂敷,擦洗免清洗焊锡膏不得使用酒精； 7）印好焊锡膏的电路板要准时贴装元器件,尽可能在4h 内完成再流焊；8）免清洗焊锡膏原就上不答应回收使用,假如印刷涂敷作业 的间隔超过 1 h ,必需把焊锡膏从模板上取下来并存放到当天使用 的单独容器里,不要将回收的锡膏放回原容器；质疑： 1. 焊锡膏主要起什么作用？其主要成分是什么

15、？ 2. 简述焊锡膏的选用原就；四、助焊剂（一）助焊剂的化学组成名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载传统的助焊剂通常以松香为基体；松香具有弱酸性和热熔流淌性,并具有良好的绝缘性、耐湿性、无腐蚀性、无毒性和长期稳固性,是不行多得的助焊材料；目前在 SMT中采纳的大多是以松香为基体的活性助焊剂；由于松香随着品种、产地和生产工艺的不同,其化学组成和性能有较大的差异,因此,对松香优选是保证助焊剂质量的关键；通用的助焊剂仍包括以下成分：活性剂、成膜物质、添加剂和溶剂等；1. 活性剂2. 成膜物质3. 添加剂4.

16、 溶剂（二）助焊剂的类型1. 松香系列助焊剂2. 合成焊剂3. 有机焊剂（三）表面组装对助焊剂性能的要求及选用 1. 对助焊剂的性能要求 1）具有去除表面氧化物、防止再氧化物降低表面张力等特性； 2）熔点比焊料低,助焊剂要比焊料先熔化以充分发挥助焊作用； 3）浸润扩散速度比熔化焊料快,通常要求扩展率在 90%以上； 4）粘度和密度比焊料小； 5）焊接时不产生焊珠飞溅,也不产生毒气和剧烈的刺激性臭味； 6）焊后残渣易于去除,并具有不腐蚀、不吸湿和不导电等特性；7）焊接后不沾手,焊后不易拉尖；在常温下储存稳固； 2. 助焊剂的选用波峰焊应用液态助 1不同的焊接方式需用不同状态的助焊剂,焊剂,再流焊

17、应用糊状助焊剂； 2 当焊接对象可焊性好时,不必采纳活性强的助焊剂；当焊接对象可焊性差时必需采纳活性较强的助焊剂；中等活性的助焊剂；在 SMT中最常用的是 3 清洗方式不同,要用不同类型的助焊剂； 选用有机溶剂清洗,需和有机类或树脂类助焊剂相匹配；选用去离子水清洗,必需用水名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载洗助焊剂；选用免洗方式,只能用固含量在 表 4-9 为几种典型助焊剂的特性；五、清洗剂1. 清洗剂的化学组成0.5%3%的免洗助焊剂；从清洗剂的特点考虑,挑选 CFC113 和甲基氯仿作为清洗剂的

18、主体材料比较相宜；为改善清洗成效,经常在CFC113 和甲基氯仿清洗剂中加入低级醇,如甲醇、乙醇等,但醇的加入会引起一些副作用,一方面 CFC113 和甲基氯仿易于同醇反应, 在有金属共存时更加显著, 另 一方面低级醇中带入的水分仍会引起水解反应,由此产生的 HCI具 有强腐蚀性；因此,在 CFC113 和甲基氯仿中加入各类稳固剂显得非常重 要；在 CFC113 清洗剂中常用的稳固剂有乙醇酯、丙烯酸酯、硝基烷烃、缩水甘油、炔醇、N甲基吗啉、环氧烷类化合物；2. 清洗剂的分类与特点现在广泛应用的是以CFC113三氟三氯乙烷 和甲基氯仿为主体的两大类清洗剂；但他们对大气臭氧层有破坏作用,现已开发出

19、 CFC的替代产品,如半水清洗工艺中使用的半水洗溶剂 BIOACT EC-7、Marc lean R 等被认为是最有期望的替代材料,而另一种替代材料 HCFC含氢氟氯 如 9434、2022、2004 都具有肯定毒性；一般说来,一种性能良好的清洗剂应当具有以下特点： 1 脱脂效率高,对油脂、松香及其它树脂有较强的溶解才能； 2 表面张力小,具有较好的浸润性； 3 对金属材料不腐蚀,对高分子材料不溶解、不溶胀,不会损害元器件和标记； 4 易挥发,在室温下即能从印制板上除去； 5 不燃、不爆、低毒性,利于安全操作,也不会对人体造成危害； 6 残留量低,清洗剂本身也不污染印制板；7 稳固性好,在清洗

20、过程中不会发生化学或物理作用,并具有储存稳固性；重点讲解各类工艺材料的化学组成及作用,通过 PPT及视频演示,帮忙同学懂得和把握给类材料的特点及使用范畴；六、质疑名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1. 助焊剂在 SMT中的作用及化学组成；2. 表面组装材料主要有哪些？分别起到什么作用？五、互动性沟通同学自由提问题,老师可只作启示性回答；六、总结由老师引导思路,同学将本讲内容进行总结；总结的主要内容是：1. 贴片胶的化学组成、分类与作用 2. 焊锡膏的化学组成、分类与作用 3. 助焊剂的化学组成与分类 4. 清洗剂的化学组成与分类名师归纳总结 作业1. 贴片胶通常有哪几部分组成？一般分为哪几类？第 8 页,共 8 页2. 焊锡膏主要起什么作用？其主要成分是什么？- - - - - - -