手工焊锡知识.ppt

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1、手工焊锡知识开发部门基保课开发者张桂华适用对象基保课全员开发日期2008/12/17教材类别基板技术类修正日期教材编号WI-JB-27-2（4）版本A0先鋒高科技（東莞）有限公司PIONEERTECHNOLOGYDONGGUANCO.,LTD.（PTD）目录1、为什么要焊锡2、焊锡（锡和铅）3、焊剂4、焊锡温度1.焊锡的基础知识焊锡的功能是在机械上固定零件，并保持其导电性。对于该功能，不仅是在初期，而且在产品的使用环境下，都必须在某个时期稳定地进行维持。伴随着现在的电子机器小型化、多功能化，不断实现了电子零件的小型化和高密度化。使用焊锡的连接

2、点也在增加。但是，在众多的焊锡点中，即使有1个接触不良，就会使该产品无法发挥其功能。因此，焊锡具有左右产品的质量和可靠性的重要作用。1-1.为什么要焊锡焊锡是通过将焊锡的成分锡涂到基本金属上，在界面形成合金层（金属间化合物），并使其接合。所谓“涂”就是沿着焊锡金属的表面，使焊锡与其亲和。焊锡是否良好，取决于该部位对于焊锡的亲和性。1-1-1.焊锡时生成合金的条件1）金属表面必须干净焊锡的原子和接合金属的原子必须接近到能够充分互相吸引的距离。由于阻碍原子互相接近的因素有合金表面的氧化物、污染物，故没有这些杂物的清洁表面，是为焊锡所必要的第一条件

3、。2）以最佳温度加热金属被加热后，原子的运动变得活跃，并伴有在异种金属（母材铜和焊锡）界面扩散的现象。扩散随温度的升高而变得愈加活跃，其量与时间成正比而增加（合金层发达）。若合金层太薄，则不能得到充分的接触强度。但若太厚，则焊锡不牢。为了焊锡得当，必须对焊锡对象进行合适的加热。1-2.焊锡（锡和铅）1-2-1锡的作用接合时，与被接合金属形成合金，是接合的主角。无论是使用有铅焊锡还是无铅焊锡，在铜质等材料上面有焊锡附着时生成的金属间化合物的成分均和前项1-1-1所示的合金相同。1-2-2.铅的作用在接合时，基本不起反应，但在锡里加入铅后，能得到

4、如下优良的性质。1）熔点降低纯锡的熔点为232℃。纯铅的熔点为327℃。但是，锡与铅合起来，熔点为183℃。故可在较低的温度进2）改善机械特性锡的抗拉强度约为14.7N/mm*mm，铅为13.7N/mm*mm。焊锡的抗拉强度约为39.2~49.0N/mm*mm。同样，锡的剪断力为19.6N/mm*mm，铅为13.7N/mm*mm。焊锡的剪断力约为29.4~34.3N/mm*mm。由此可知，加入铅后可极大地提高其机械强度。3）界面张力降低焊锡的扩散性，即黏附性会由于表面张力和粘性的降低而改善，从而增加流动性。4）防止氧化效果将铅加入锡后，可期待

5、其防止氧化效果，且氧化量减少。1-2-3.银的作为无铅焊锡，通过在锡中添加银而生成的AgSn会析出微小的结晶，从而大大提高了机械性能。但是，如果结晶析出过多，则会造成共晶成分过多，导致机械强度下降。1-2-4.铜的在Sn-Ag合金内添加Cu后形成的合金既保持了其原有的机械特性，又使熔点下降了少许。并且Cu被合金化以后，还可减少因熔蚀对方材料中所含Cu而造成的负面效应。Sn-Cu合金虽然价格低廉，但与AgSn相比，不仅熔点高，而且机械强度差。1-2-5.铋的在Sn合金中添加Bi后，不仅可有效降低熔点，而且还可改善亲和性。另一方面，机械性能会降低

6、。1-2-6.铟的在Sn合金中添加铟后可降低熔点，而导致机械性能变化的影响却很小。1-2-7S焊锡的状态图作为锡（Sn）铅（Pb）合金的锡铅类焊锡，通过改变锡和铅的配比比例，可改变其性质。如下的状态图表示了锡和铅的配合比例（重量比）与温度如何影响焊锡状态的情况。下图a为铅的熔点（327℃），c为锡的熔点（232℃）。a-b-c叫做液相线或液相温度-初晶线，任何配合比的焊锡在这条线之上时，都成液态。此外，a-d-b、b-e-c叫做固相线，△adb、△bec的内部都是半熔融状态（也称半固体或糊膏状）。将d-b-e特称为共晶线，在共晶线下面为固体。

7、B点叫做共晶点。在共晶点，锡铅合金不通过半熔融状态直接从固体变为液体，是焊锡作业的最佳条件。1-2-8.Sn-Ag类焊锡状态图Sn-3.5wt%Ag二元共晶焊锡作为高熔点领域的焊锡，是一种早已获得应用实的无铅焊锡。其状态图如下图所示，共晶温度为221℃。如果和单纯的共晶合金状态图进行比较，Ag超过50%的合金组成范围（右半部分）较为复杂。Ag组成在75%附近存在纵长领域，图中标有Ag3Sn，该组成和温度范围是Ag3Sn能够稳定存在的范围。如果仔细看一下，可以看出该Ag3Sn领域的左侧（低Ag组成侧）与二元共晶状态图很接近。在Sn和Pb的情况中

8、，在双方的结晶中都一定程度的固熔了两种元素，但是Ag却根本不能固溶到Sn中。在Sn-3.5wt%Ag的组成情况下形成共晶。1-2-9.Sn-Cu类焊锡状态图Sn-C