2电子技术实习课件二 焊接工艺noy.pptx
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1、焊接技术焊接技术焊接工具与材料焊接工具与材料手工焊接基本操作手工焊接基本操作手工焊接技术要点手工焊接技术要点电子焊接技术w焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊接质量的好坏,直接影响电子电路及电子装接质量的好坏,直接影响电子电路及电子装置的工作性能。置的工作性能。w优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定性、可靠性,不良的焊接方法会导致元器件性、可靠性,不良的焊接方法会导致元器件损坏,给测试带来很大困难,有时还会留下损坏,给测试带来很大困难,有时还会留下隐患,影响的电子设备可靠性。隐患,影响的电子设备可靠性。电子焊接技术
2、一、焊接分类及特点一、焊接分类及特点w焊接一般分三大类:熔焊、接触焊和钎焊。焊接一般分三大类:熔焊、接触焊和钎焊。熔熔 焊焊接触焊接触焊钎钎 焊焊熔焊是指在焊接过程中,将焊件接头加热至熔化状态,熔焊是指在焊接过程中,将焊件接头加热至熔化状态,在不外加压力的情况下完成焊接的方法。如电弧焊、气在不外加压力的情况下完成焊接的方法。如电弧焊、气焊等。焊等。在焊接过程中,必须对焊件施加压力在焊接过程中,必须对焊件施加压力(加热或不加热加热或不加热)完完成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。使用焊料的熔点高于使用焊料的熔点高于4500C 的焊接称硬钎焊;的
3、焊接称硬钎焊;使用焊料的熔点低于使用焊料的熔点低于4500C 的焊接称软钎焊。的焊接称软钎焊。电子产品安装工艺中所谓的电子产品安装工艺中所谓的“焊接焊接”就是软钎焊的一种,就是软钎焊的一种,主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料,因此俗称主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料,因此俗称“锡焊锡焊”。电子焊接技术w电子线路的焊接看似简单,似乎只不过是熔融的焊料与被焊电子线路的焊接看似简单,似乎只不过是熔融的焊料与被焊金属(母材)的结合过程,但究其微观机理则是非常复杂的,金属(母材)的结合过程,但究其微观机理则是非常复杂的,它涉及物理、化学、材料学、电学等相关知识。熟悉有关焊它涉及物理、化学、材料学、
4、电学等相关知识。熟悉有关焊接的基础理论,才能对焊接中出现的各种问题心中有数,应接的基础理论,才能对焊接中出现的各种问题心中有数,应付自如,从而提高焊点的焊接质量。付自如,从而提高焊点的焊接质量。二、焊接的机理二、焊接的机理w所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度,所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度,依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金结合的一种过程。从微观的角度分析,焊接包括两结合的一种过程。从微观的角度分析,焊接包括两个过程:一个是润湿过程,另一个是扩散过程。个过程:一个是润湿过程,另一个是扩散过程。电子焊接技术1.润湿润湿
5、(横向流动横向流动)又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。附着牢固的焊料层。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。金属表面看起来是比较光滑的,但在显微镜下面看,有无数的凸金属表面看起来是比较光滑的,但在显微镜下面看,有无数的凸凹不平、晶界和伤痕,的焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕凹不平、晶界和伤痕,的焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的,因此焊接时应使焊锡流淌。靠毛细作用润湿扩散开去的,因此焊接时应使焊锡流淌。流淌
6、的过程一般是松香在前面清除氧化膜,焊锡紧跟其后,所流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜,焊锡紧跟其后,所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。润湿的好坏用润湿角表示润湿的好坏用润湿角表示电子焊接技术2.扩散扩散(纵向流动纵向流动)伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。例如,用锡铅焊料焊接铜件,焊接体金属内部扩散的现象。例如,用锡铅焊料焊接铜件,焊接过程中既有表面扩散,又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料过程中既有表面扩散,又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料
7、中的铅只参与表面扩散,而锡和锏原子相互扩散,这是不同中的铅只参与表面扩散,而锡和锏原子相互扩散,这是不同金属性质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用,在两者金属性质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用,在两者界面形成新的合金,从而使焊料和焊件牢固地结合。界面形成新的合金,从而使焊料和焊件牢固地结合。3.冶金结合冶金结合扩散的结果使锡原子和被焊金属铜的交接处形成合金层,从而形成扩散的结果使锡原子和被焊金属铜的交接处形成合金层,从而形成牢固的焊接点。以锡铅焊料焊接铜件为例。在低温牢固的焊接点。以锡铅焊料焊接铜件为例。在低温(250300)条条件下,铜和焊锡的界面就会生成件下,铜和焊锡的界面就会生成
8、Cu3Sn 和和Cu6Sn5。若温度超过。若温度超过300,除生成这些合金外,还要生成,除生成这些合金外,还要生成Cu31Sn8 等金属间化合物。等金属间化合物。焊点界面的厚度因温度和焊接时间不同而异,一般在焊点界面的厚度因温度和焊接时间不同而异,一般在310um 之间。之间。图所示的是锡铅焊料焊接紫铜时的部分断面金属组织的放大说明。图所示的是锡铅焊料焊接紫铜时的部分断面金属组织的放大说明。电子焊接技术三、焊接要素三、焊接要素1.焊接母材的可焊性焊接母材的可焊性所谓可焊性,是指液态焊料与母材之间所谓可焊性,是指液态焊料与母材之间应能互相溶解,即两种原子之间要有良应能互相溶解,即两种原子之间要有
9、良好的亲和力。两种不同金属互熔的程度,好的亲和力。两种不同金属互熔的程度,取决于原子半径及它们在元素周期表中取决于原子半径及它们在元素周期表中的位置和晶体类型。锡铅焊料,除了含的位置和晶体类型。锡铅焊料,除了含有大量铬和铝的合金的金属材料不易互有大量铬和铝的合金的金属材料不易互溶外,与其他金属材料大都可以互溶。溶外,与其他金属材料大都可以互溶。为了提高可焊性,一般采用表面镀锡、为了提高可焊性,一般采用表面镀锡、镀银等措施。镀银等措施。2.焊接部位清洁程度焊接部位清洁程度3.助焊剂助焊剂4.焊接温度和时间焊接温度和时间5.焊接方法焊接方法焊料和母材表面必须焊料和母材表面必须“清洁清洁”,这里的,
10、这里的“清洁清洁”是指焊料与母材两者之间没有氧化是指焊料与母材两者之间没有氧化层,更没有污染。当焊料与被焊接金属之层,更没有污染。当焊料与被焊接金属之间存在氧化物或污垢时,就会阻碍熔化的间存在氧化物或污垢时,就会阻碍熔化的金属原子的自由扩散,就不会产生润湿作金属原子的自由扩散,就不会产生润湿作用。用。元件引脚或元件引脚或PCB PCB 焊盘焊盘氧化是氧化是产生产生“虚虚焊焊”的主要原因之一的主要原因之一。助焊剂可破坏氧化膜、净助焊剂可破坏氧化膜、净化焊接面,使焊点光滑,化焊接面,使焊点光滑,明亮。电子装配中的助焊明亮。电子装配中的助焊剂通常是松香。剂通常是松香。焊锡的最佳温度为焊锡的最佳温度为
11、2505oC,最低焊接温,最低焊接温度为度为240oC。温度太低。温度太低易形成冷焊点。高于易形成冷焊点。高于260oC 易使焊点质量变易使焊点质量变差。差。焊接时间:完成润湿和扩散两个过程焊接时间:完成润湿和扩散两个过程需需23S,1S 仅完成润湿和扩散两个仅完成润湿和扩散两个过程的过程的35%。一般。一般IC、三极管焊接时、三极管焊接时间小于间小于3S,其他元件焊接时间为,其他元件焊接时间为45S。焊接方法和步骤非常关键。焊接方法和步骤非常关键。电子焊接技术四、焊点的质量要求四、焊点的质量要求高质量的焊点应使焊料和金属工件高质量的焊点应使焊料和金属工件表圆形成牢固的合金层,才能保证表圆形成
12、牢固的合金层,才能保证良好的导电性能,简单地将焊料堆良好的导电性能,简单地将焊料堆附在金属工件表面而形成虚焊,是附在金属工件表面而形成虚焊,是焊接工作中的大忌。焊接工作中的大忌。1.电气性能良好电气性能良好2.具有一定的机械强度具有一定的机械强度3.焊点上的焊料要适量焊点上的焊料要适量4.焊点表面应光亮且均匀焊点表面应光亮且均匀5.焊点不应有毛刺、空隙焊点不应有毛刺、空隙6.焊点表面必须清洁焊点表面必须清洁电子焊接技术电子设备有时要工作在振动环境电子设备有时要工作在振动环境中,为使焊件不松动、不脱落,中,为使焊件不松动、不脱落,焊点必须具有一定的机械强度。焊点必须具有一定的机械强度。锡铅焊料中
13、的锡和铅的强度都比锡铅焊料中的锡和铅的强度都比较低,为了增加强度,可根据需较低,为了增加强度,可根据需要增加焊接面以或将元器件引要增加焊接面以或将元器件引线、导线先行网绕、绞合、钩接线、导线先行网绕、绞合、钩接在接点上再进行焊接。在接点上再进行焊接。焊点上的焊料过少,不仅降低机焊点上的焊料过少,不仅降低机械强度,而且会导致焊点早期失械强度,而且会导致焊点早期失效;焊点上的焊料过多,既增加效;焊点上的焊料过多,既增加成本,又容易造成焊点桥连成本,又容易造成焊点桥连(短短路路),也会掩饰焊接缺陷。所以,也会掩饰焊接缺陷。所以焊点上的焊料要适量。印制电路焊点上的焊料要适量。印制电路板焊接时,焊料布满
14、焊盘呈裙状板焊接时,焊料布满焊盘呈裙状展开时为最适宜。展开时为最适宜。良好的焊点表面应光良好的焊点表面应光亮且色泽均匀。这主亮且色泽均匀。这主要是因为助焊剂中未要是因为助焊剂中未完全挥发的树脂成分完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊形成的薄膜覆盖在焊点表面,能防止焊点点表面,能防止焊点表面的氧化。表面的氧化。焊点表面存在毛刺、宅隙,不焊点表面存在毛刺、宅隙,不仅不美观,还会给电子产品带来仅不美观,还会给电子产品带来危害,尤其在高压电路部分将会危害,尤其在高压电路部分将会产生尖端放电而损坏电子设备。产生尖端放电而损坏电子设备。焊点表面的污垢,如果不及时焊点表面的污垢,如果不及时清除,酸性物质会腐
15、蚀元器件清除,酸性物质会腐蚀元器件引线、接点及印制电路,吸潮引线、接点及印制电路,吸潮会造成漏电甚至短路燃烧等,会造成漏电甚至短路燃烧等,从而带来严重隐患。从而带来严重隐患。锡 焊 工 具一、电烙铁一、电烙铁典型电烙铁的结构典型电烙铁的结构电子焊接技术普通内热式电烙铁普通内热式电烙铁内热式电烙铁的后端是空心的,内热式电烙铁的后端是空心的,用于套接在连接扦上,并且用用于套接在连接扦上,并且用弹簧夹(不是所有电烙铁都有)弹簧夹(不是所有电烙铁都有)固定,当需要交换烙铁头时,固定,当需要交换烙铁头时,必须先将弹簧夹退出,同时用必须先将弹簧夹退出,同时用钳子夹住烙铁头的前端,慢慢钳子夹住烙铁头的前端,
16、慢慢地拔出,切记不能用力过猛,地拔出,切记不能用力过猛,以免损坏连接杆。以免损坏连接杆。内热式的烙铁心是用比较内热式的烙铁心是用比较细的镍铬电阻丝绕在瓷管细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的,上制成的,20W的内热式的内热式电烙铁烙铁阻值约为电烙铁烙铁阻值约为2.5k,50W的阻值约为的阻值约为lk,由,由于它的热效率高,于它的热效率高,20 W的的内热式电烙铁相当于内热式电烙铁相当于40W的外热式电烙铁。的外热式电烙铁。电子焊接技术常寿命烙铁头电烙铁常寿命烙铁头电烙铁电子焊接技术外热式电烙铁外热式电烙铁电子焊接技术手动送锡电烙铁手动送锡电烙铁电子焊接技术温控式电烙铁温控式电烙铁电子焊接技术热风拔焊
17、台热风拔焊台电子焊接技术常用焊接工具常用焊接工具电子焊接技术 (1 1)烙铁头一般用紫铜制成,对于有镀层的烙铁头,一)烙铁头一般用紫铜制成,对于有镀层的烙铁头,一般不要锉或打磨。因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀。般不要锉或打磨。因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀。还有一种新型合金烙铁头,寿命较长,但需配专门的烙铁。还有一种新型合金烙铁头,寿命较长,但需配专门的烙铁。一般用于固定产品的印制板焊接。一般用于固定产品的印制板焊接。常用烙铁头形状有以下几种(如图)常用烙铁头形状有以下几种(如图)二、烙铁头及修整镀锡二、烙铁头及修整镀锡部分样式烙铁头实物部分样式烙铁头实物电子焊接技术(2)普通
18、烙铁头的修整和镀锡)普通烙铁头的修整和镀锡 烙铁头经使用一段时间后,会发生表面凹凸不平,而且烙铁头经使用一段时间后,会发生表面凹凸不平,而且氧化层严重,这种情况下需要修整。氧化层严重,这种情况下需要修整。对焊接数字电路、计算机的对焊接数字电路、计算机的工作来说,锉细,再修整。工作来说,锉细,再修整。一般将烙铁头拿下来,一般将烙铁头拿下来,夹到台钳上粗锉,修整为自己夹到台钳上粗锉,修整为自己要求的形状,然后再用细锉修要求的形状,然后再用细锉修平,最后用细砂纸打磨光。平,最后用细砂纸打磨光。电子焊接技术 修整后的烙铁应立即镀锡,方法是将烙铁头装好通修整后的烙铁应立即镀锡,方法是将烙铁头装好通电,在
19、木板上放些松香并放一段焊锡,烙铁沾上锡后在电,在木板上放些松香并放一段焊锡,烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦;直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡松香中来回摩擦;直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡为止。为止。注意:烙铁通电后一定要立刻蘸上松香,否则表面会生注意:烙铁通电后一定要立刻蘸上松香,否则表面会生 成难镀锡的氧化层。成难镀锡的氧化层。电子焊接技术电烙铁的常见故障及其维护电烙铁的常见故障及其维护1.电烙铁通电后不热电烙铁通电后不热遇到此故障时可以用万用表的欧姆挡测量插遇到此故障时可以用万用表的欧姆挡测量插头的两端,如果表针不动,说明有断路故障。头的两端,如果表针不动,说明有断路故障。当插头本身没有断
20、路故障时,即可卸下胶木当插头本身没有断路故障时,即可卸下胶木柄,再用万用表测量烙铁芯的两根引线,如柄,再用万用表测量烙铁芯的两根引线,如果表针不动,说明烙铁心损坏,应更换新的果表针不动,说明烙铁心损坏,应更换新的烙铁芯。如果测得烙铁心两根导线线之间的烙铁芯。如果测得烙铁心两根导线线之间的阻值为阻值为25k左右(以左右(以20W为例),说明烙为例),说明烙铁芯是好的,故障出现在电源引线及插头上,铁芯是好的,故障出现在电源引线及插头上,多数故障又引线断路。插头件的接点断开,多数故障又引线断路。插头件的接点断开,可进一步用万用表的可进一步用万用表的R1档测量引线的电阻档测量引线的电阻值,便可发现问题
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