《手工锡焊培训》ppt课件

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1、手工锡焊培训2021/8/121焊料、PCB板、工具设备介绍2电子元器件介绍3通孔器件手工焊接过程4SMT器件手工焊接过程5焊接品质分析6PCBA的清洗7锡焊的机理1IPC规范、5S管理82021/8/122锡焊的机理1焊接是电子制造工艺中最关键的工序。焊接要提高效率，增强焊接质量，减少缺陷，如虚焊、渣焊、内部应力大、焊点发脆等。焊接是要有良好的机械连接即强度，以及良好的电气连接即导电性。2021/8/123A概述锡焊的机理12021/8/124A概述当焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时使金属表面获得足够的激活能。熔融的焊料

2、在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、溶解、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层（焊缝），冷却后使焊料凝固，形成焊点。焊点的抗拉强度与金属间结合层的结构和厚度有关。锡焊的机理12021/8/125B焊接过程表面清洁焊件加热熔锡润湿扩散结合层合金物理学——润湿、黏度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解化学——助焊剂分解、氧化、还原、电极电位冶金学——合金、合金层、金相、老化现象冶金学——合金、合金层、金相、老化现象电学——电阻、热电动势材料力学——强度（拉力、剥离疲劳）、应力集中焊件加热焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程锡焊的机理12

3、021/8/12B焊接过程润湿角θ焊点的最佳润湿角Cu----Pb/Sn15~45°当θ=0°时，完全润湿；当θ=180°时，完全不润湿；θ=焊料和母材之间的界面与焊料表面切线之间的夹角分子运动（1）润湿液体在固体表面漫流的物理现象润湿是物质固有的性质润湿是焊接的首要条件2021/8/127锡焊的机理1表面张力表面张力——在不同相共同存在的体系中，由于相界面分子与体相内分子之间作用力不同，导致相界面总是趋于最小的现象。由于液体内部分子受到四周分子的作用力是对称的，作用彼此抵消，合力=0。但是液体表面分子受到液体内分子的引力大于大气分子对它的引力，因此液体表面都有自动缩成最小的趋势。熔融焊料

4、在金属表面也有表面张力现象。2021/8/128润湿条件（a）液态焊料与母材之间有良好的亲和力，能互相溶解。互溶程度取决于：原子半径和晶体类型。因此润湿是物质固有的性质。（b）液态焊料与母材表面清洁，无氧化层和其它污染物。清洁的表面使焊料与母材原子紧密接近，产生引力，称为润湿力。当焊料与被焊金属之间有氧化层和其它污染物时，妨碍金属原子自由接近，不能产生润湿作用。这是形成虚焊的原因之一。锡焊的机理12021/8/129锡焊的机理1（2）扩散当金属与金属接触时，界面上晶格紊乱导致部分原子从一个晶格点阵移动到另一个晶格点阵。扩散条件：相互距离（金属表面清洁，无氧化层和其它杂质，两块金属原子间才会

5、发生引力）温度（在一定温度下金属分子才具有动能）2021/8/1210锡焊的机理1（2）扩散PbSn表面扩散向晶粒内扩散分割晶粒扩散选择扩散Cu表面熔融Sn/Pb焊料侧晶粒锡焊的机理1（3）溶解母材表面的Cu分子被熔融的液态焊料溶解或溶蚀。焊盘和焊锡的持续的加热会使分子运动加剧，铜分子和锡分子会向对方扩散溶解，为合金的产生奠定基础。溶解的度要控制，溶解多了，PCB板上的铜箔会变薄、变脆。锡焊的机理1（4）合金以63Sn/37Pb焊料为例，共晶点为183℃焊接后（210-230℃）生成金属间结合层：Cu6Sn5和Cu3Sn（锡铜合金）最后冷却凝固形成焊点锡焊的机理1（4）合金当温度达到210

6、-230℃时，Sn向Cu表面扩散，而Pb不扩散。初期生成的Sn-Cu合金为：Cu6Sn5。其中Cu的重量百分比含量约为40%。随着温度升高和时间延长，Cu原子渗透（溶解）到Cu6Sn5中，局部结构转变为Cu3Sn，Cu含量由40%增加到66%。当温度继续升高和时间进一步延长，Sn/Pb焊料中的Sn不断向Cu表面扩散，在焊料一侧只留下Pb，形成富Pb层。Cu6Sn5和富Pb层之间的的界面结合力非常脆弱，当受到温度、振动等冲击，就会在焊接界面处发生裂纹。（以63Sn/37Pb焊料与Cu表面焊接为例）红色的箭指示的是Cu3Sn2021/8/1214锡焊的机理1Cu6Sn5与Cu3Sn两种金属间化

7、合物比较分子式形成位置颜色结晶性质Cu6Sn5焊料润湿到Cu时立即生成Sn与Cu之间的界面白色截面为6边形实芯和中空管状，还有一定量5边形、三角形、较细的园形状、在钎料与Cu界面处有扇状、珊贝状良性，强度较高Cu3Sn温度高、焊接时间长引起Cu与Cu6Sn5之间灰色骨针状恶性，强度差，脆性CuCu3SnCu6Sn5富Pb层Sn/Pb锡焊的机理1*＞4μm时，由于金属间合金层太厚，使连接处失去弹性，由于金属间结合层的结构疏