1、54资料四 焊 接 技 术 教 育一 、 定 义 ： 金 属 焊 接 是 指 通 过 适 当 的 手 段 ， 使 两 个 分 离 的 金 属 物 体 （ 同 种 金 属 或 异 种金 属 ） 产 生 原 子 （ 分 子 ） 间 结 合 而 连 成 一 体 的 连 接 方 法 。二 、 焊 接 的 种 类焊 接 的 种 类 有 很 多 ， 主 要 分 为 几 大 类 ：1、 电 弧 焊 ： 电 弧 焊 是 目 前 应 用 最 广 泛 焊 接 方 法 ， 它 包 括 有 焊 条 电 弧 焊 、 埋 弧 焊 、 钨极 气 体 保 护 电 弧 焊 ， 等 离 子 弧 焊 ， 熔 化 及 气 体 保 护
2、 焊 等 。2、 电 阻 焊 ： 电 阻 焊 是 以 电 阻 热 为 能 源 的 一 类 焊 接 ， 方 法 包 括 以 熔 渣 为 能 源 的 电 渣 焊和 以 固 体 电 阻 热 为 能 源 的 电 阻 焊 。3、 高 能 焊 束 ： 这 一 类 焊 接 方 法 包 括 电 子 束 焊 和 激 光 焊 。4、 钎 焊 ： 钎 焊 的 能 源 可 以 是 化 学 反 应 热 ， 也 可 以 是 间 接 热 能 。 它 是 利 用 熔 点 比 被 焊材 料 的 熔 点 低 的 金 属 钎 料 。 经 过 加 热 使 钎 料 熔 化 ， 靠 毛 细 管 作 用 将 钎 料 吸 收 到 接 头 表
3、 面 的间 隙 内 ， 润 湿 被 焊 金 属 表 面 ， 使 液 相 与 固 相 之 间 相 互 扩 散 而 形 成 钎 焊 接 头 。 因 此 ， 钎 是 一种 固 相 兼 液 相 的 焊 接 方 法 ， 它 与 熔 焊 方 法 不 同 ， 钎 焊 时 母 材 不 熔 化 ， 采 用 比 母 材 熔 化 温 度低 的 钎 料 ， 加 热 温 度 采 取 低 于 母 材 固 相 线 高 于 钎 料 液 相 线 的 一 种 连 接 方 法 。5、 其 他 焊 接 方 法 ： 这 些 焊 接 方 法 属 于 不 同 程 度 的 专 门 化 的 焊 接 方 法 ， 其 适 用 范 围 较窄 ， 主
4、 要 包 括 以 电 阻 热 为 能 源 的 电 渣 焊 、 高 频 焊 ； 以 化 学 能 为 焊 接 能 源 的 气 焊 、 气 压 焊 、爆 炸 焊 ； 以 机 械 能 为 焊 接 能 源 的 磨 擦 焊 、 冷 压 焊 、 超 声 波 焊 、 扩 散 焊 。 下 面 以 钎 焊 作 详 细介 绍 。三 、 钎 焊 原 理钎 焊 生 产 主 要 包 括 钎 焊 前 准 备 、 零 件 装 配 和 固 定 、 钎 焊 ， 钎 焊 后 清 理 及 质 量 检 验 等 工序 。 其 中 ， 钎 焊 工 序 是 形 成 良 好 的 焊 接 头 的 决 定 性 工 序 ， 形 成 接 头 的 过
5、程 也 就 是 液 态 钎 料填 充 接 头 间 隙 （ 简 称 填 缝 ） ， 并 同 母 材 发 生 相 互 作 用 和 随 后 钎 缝 冷 却 结 晶 的 过 程 ， 钎 焊 的基 本 原 理 就 是 关 于 这 些 过 程 的 原 理 。实 际 中 ， 钎 焊 时 并 非 任 何 液 体 金 属 均 能 填 充 接 头 间 隙 。 也 就 是 说 ， 必 须 具 备 一 定 的 条件 ， 此 条 件 就 是 润 湿 作 用 和 毛 细 作 用 。1、 钎 料 的 润 湿 作 用 ： 润 湿 是 液 相 取 代 固 相 表 面 的 气 相 过 程 。 按 其 特 征 可 分 为 浸 渍
6、润湿 、 附 着 润 湿 和 铺 展 润 湿 ， 各 种 情 况 下 所 需 要 的 力 不 同 。 当 液 态 处 于 自 由 状 态 下 ， 为 使 其本 身 处 于 稳 定 状 态 ， 他 力 图 保 持 球 形 的 表 面 。 而 当 液 体 与 固 体 相 接 触 时 ， 这 种 情 况 将 发 生改 变 。 其 变 化 取 决 于 液 体 内 部 的 内 聚 力 和 液 固 两 相 间 的 附 着 力 ， 当 内 聚 力 大 于 附 着 力 时 ，液 体 就 不 能 粘 附 固 体 表 面 ， 当 附 着 力 大 于 内 聚 力 时 ， 液 体 就 能 粘 附 在 固 体 表 面
7、， 即 发 生 润湿 作 用 。2、 毛 细 作 用 ： 在 实 际 生 产 中 ， 绝 大 部 分 钎 焊 过 程 是 毛 细 钎 焊 过 程 ， 即 液 态 钎 料 不 是单 纯 地 沿 固 态 母 材 表 面 铺 展 ， 而 是 流 入 并 填 充 接 头 间 隙 。 通 常 间 隙 很 小 ， 类 似 毛 细 管 。 钎料 就 是 依 靠 毛 细 作 用 而 在 间 隙 内 流 动 的 。 因 此 ， 钎 料 的 填 缝 效 果 还 与 毛 细 作 用 有 关 。3、 影 响 钎 料 毛 细 填 缝 的 因 素 ：a、 钎 料 和 母 材 的 成 分55若 钎 料 与 母 材 在 液
8、态 和 固 态 不 均 不 发 生 物 理 化 学 作 用 ， 则 他 们 之 间 的 润 湿 作 用就 很 差 ； 若 钎 料 与 母 材 相 互 溶 解 或 形 成 化 合 物 ， 则 液 态 钎 料 就 很 好 地 润 湿 母 材 。b、 钎 焊 温 度随 着 加 热 温 度 的 升 高 ， 液 态 钎 料 与 气 体 的 界 面 张 力 减 小 ， 液 态 钎 料 与 母 材 的界 面 张 力 也 下 降 ， 这 两 者 均 有 助 于 提 高 钎 料 的 润 湿 能 力 。 但 是 钎 焊 温 度 不 能 过 高 ，以 免 造 成 溶 蚀 ， 钎 料 流 失 和 母 材 晶 粒 长
9、大 等 现 象 。c、 母 材 表 面 的 氧 化 物在 有 氧 化 物 的 母 材 表 面 上 ， 液 态 钎 料 往 往 凝 聚 成 球 状 ， 不 与 母 材 发 生 润 滑 湿 ，也 不 发 生 填 缝 。 所 以 ， 必 须 充 分 清 除 钎 料 和 母 材 表 面 的 氧 化 物 ， 以 保 证 发 生 良 好 的润 湿 作 用 。d、 母 材 表 面 粗 糙 度母 材 表 面 的 粗 糙 度 ， 对 钎 料 的 润 湿 能 力 有 不 同 程 度 的 影 响 ， 对 钎 料 与 母 材 作 用较 弱 时 ， 它 在 粗 糙 表 面 上 的 纵 横 交 错 的 细 槽 对 液 态
10、 钎 料 起 了 特 殊 的 毛 细 作 用 ， 促 进了 钎 料 沿 母 材 表 面 的 铺 展 。e、 钎 料钎 焊 时 使 用 钎 剂 可 以 清 除 钎 料 和 母 材 表 面 的 氧 化 物 ， 改 善 润 湿 作 用 。f、 间 隙间 隙 是 直 接 影 响 钎 焊 毛 细 填 缝 的 重 要 因 素 。 毛 细 填 缝 的 长 度 （ 或 高 度 ） 与 间 隙大 小 成 反 比 ， 随 着 间 隙 减 小 ， 填 缝 长 度 增 加 ； 反 之 减 小 。 因 此 毛 细 钎 焊 时 一 般 间 隙都 较 小 。g、 钎 料 与 母 材 的 相 互 作 用实 际 钎 焊 过 程
11、 中 ， 只 要 钎 料 能 润 湿 母 材 ， 液 态 钎 料 与 母 材 或 多 或 少 地 发 生 相 互溶 解 及 扩 散 作 用 ， 致 使 液 态 钎 料 的 成 分 、 密 度 、 粘 度 和 熔 化 温 度 区 间 等 发 生 变 化 ，这 变 化 都 将 在 钎 焊 过 程 中 影 响 液 态 钎 料 的 润 湿 及 毛 细 填 缝 作 用 。四 、 钎 焊 方 法 ：通常是以所应用的热源来命名的，其主要作用是依靠热源将工件加热到必要温度。主要方法有：烙铁钎焊、火焰钎焊、金属浴钎焊、感应钎焊、气相钎焊、波峰钎焊、电阻钎焊盐浴钎焊、超声波钎焊、保护气体炉中钎焊、红外钎焊等。结合
12、本公司实际情况，以下内容只对烙铁钎焊、波峰钎焊、红外钎焊作详细介绍。五 、 波 峰 焊 接 中 所 使 用 的 助 焊 剂1、 助 焊 剂 的 作 用 ：在 一 般 情 况 下 ， 基 体 金 属 和 易 熔 的 钎 料 合 金 表 面 均 有 一 层 妨 碍 形 成 连 接 界 面 的 薄焊 锡 氧 化 膜母 材氧 化 膜 阻 挡 焊 锡 在 母 材 上 的 扩 散56锈 膜 ， 该 锈 膜 是 受 环 境 侵 蚀 的 结 果 ， 并 随 环 境 和 基 体 金 属 的 不 同 ， 而 可 能 由 氧 化 物 、硫 化 物 、 碳 化 物 或 其 它 腐 蚀 产 物 组 成 。 这 些 非
13、金 属 产 物 的 作 用 相 当 于 阻 挡 层 ， 因 此 在钎 接 前 必 须 将 其 清 除 掉 。 助 焊 剂 的 主 要 作 用 之 一 就 是 清 除 掉 这 些 锈 膜 ， 在 波 峰 焊 接 过程 中 ， 助 焊 剂 所 起 作 用 归 纳 起 来 主 要 功 能 如 下 ：a、 获 得 无 锈 蚀 的 金 属 表 面 ， 并 保 持 该 被 焊 表 面 的 洁 净 状 态 。b、 助 焊 剂 覆 盖 在 焊 点 表 面 ， 隔 断 了 焊 点 与 空 气 的 接 触 。c、 对 表 面 张 力 的 平 衡 施 加 影 响 ， 减 小 接 触 角 ， 促 进 钎 料 扩 展
14、。2、 助 焊 剂 对 波 峰 焊 接 过 程 的 影 响助 焊 剂 在 波 峰 焊 接 中 ， 除 了 有 助 于 钎 料 流 动 外 ， 还 影 响 着 波 峰 焊 接 的 速 成 度 和 焊点 的 完 好 程 度 。3、 助 焊 剂 的 主 要 技 术 特 性a、 表 面 活 性 （ 温 流 活 性 ）助 焊 剂 应 能 良 好 地 润 湿 母 材 金 属 和 钎 料 ， 以 促 进 钎 料 漫 流 的 方 式 影 响 表 面 能 量的 平 衡 ， 且 易 被 液 态 钎 料 排 开 。 助 焊 剂 的 润 湿 和 漫 流 与 接 触 角 直 接 有 关 ， 在 实 践 中 ，钎 料 和
15、 基 材 金 属 表 面 之 间 的 接 触 角 ， 可 用 于 量 度 助 焊 剂 的 作 用 效 果 。 因 此 漫 流 活 性或 、 可 以 描 述 为 助 焊 剂 降 低 钎 料 基 材 系 统 接 触 角 的 能 力 。b、 化 学 活 性助 焊 剂 仅 有 表 面 活 性 ， 还 不 能 促 进 钎 接 过 程 ， 良 好 的 助 焊 剂 必 须 有 一 定 化 学 活性 ， 化 学 活 性 是 助 焊 剂 固 有 特 性 之 一 ， 该 特 性 使 助 焊 剂 能 够 除 掉 锈 膜 ， 使 钎 和 基 材金 属 结 合 。助 焊 剂 的 化 学 活 性 和 表 面 活 性 ，
16、共 同 影 响 着 焊 点 的 完 美 程 度 ， 二 者 缺 一 不 可 。c、 热 稳 定 性助 焊 剂 必 须 在 波 峰 焊 接 温 度 下 为 已 净 化 的 金 属 表 面 提 供 保 护 层 ， 否 则 ， 刚 刚 净化 出 的 金 属 表 面 ， 将 会 在 空 气 中 因 波 峰 焊 接 高 温 而 重 新 加 速 氧 化 ， 因 此 ， 助 焊 剂（ 注 意 ， 是 指 助 焊 剂 材 料 而 不 包 括 溶 剂 ） 必 须 能 够 耐 受 波 峰 焊 接 温 度 而 不 气 化 和 裂解 ， 因 为 助 焊 剂 材 料 的 裂 解 将 产 生 难 于 被 液 态 钎 料
17、排 开 和 除 掉 的 有 害 沉 积 物 。d、 活 化 温 度活 性 松 香 助 焊 剂 中 是 由 有 化 学 活 性 的 成 分 清 除 锈 蚀 膜 。 助 焊 剂 中 的 化 学 活 性 ，通 常 要 在 某 一 特 性 温 度 内 才 能 表 现 出 来 ， 这 种 使 助 焊 剂 发 生 化 学 反 应 的 温 度 称 为 活化 温 度 。 只 有 该 温 度 下 ， 才 能 充 分 触 发 助 焊 剂 的 作 用 机 理 ， 使 其 达 到 最 佳 反 应 状 态 。e、 去 活 化 温 度焊 锡助 焊 剂母 材合 金 层助 焊 剂 的 效 果57助 焊 剂 中 的 活 化 物
18、 质 ， 可 能 因 高 温 下 发 生 的 中 间 化 学 变 化 而 改 变 其 特 性 并 变 为非 活 性 ， 此 时 的 温 度 称 为 去 活 化 温 度 。f、 钝 化 温 度钝 化 温 度 亦 称 为 分 解 温 度 ， 在 分 解 温 度 下 被 为 助 焊 剂 中 的 活 化 物 质 要 完 全 分 解 ，只 要 反 应 后 助 焊 剂 的 残 留 物 在 化 学 活 性 方 面 即 可 认 为 是 中 性 和 不 具 有 腐 蚀 性 （ 即 残留 物 钝 化 ） 。g、 安 全 性助 焊 剂 在 使 用 和 储 存 过 程 中 应 对 生 态 学 方 面 不 造 成 任
19、何 危 害 ， 在 工 作 时 ， 产生 的 烟 尘 应 无 毒 的 ， 并 且 不 产 生 刺 激 性 气 味 ， 分 解 后 的 残 留 物 和 废 物 应 是 无 腐 性的 ， 且 不 会 带 来 任 何 环 境 问 题 。综 上 所 述 ， 良 好 的 工 业 用 助 焊 剂 应 具 备 如 下 性 质 ： 在 室 温 下 应 呈 低 腐 蚀 性 或 无 腐 蚀 性 ； 在波峰焊接过程中放出的烟尘应是低腐蚀性或无腐蚀性的； 不腐蚀母材金属； 残留物易于清除； 经济性。4、助焊剂的分类a、 有机酸：它是具有中等除锈能力的慢作用材料，对温度敏感。由于使用后仍具有腐蚀性，故必须清除任何凝结的
20、钎接残留物和烟尘。b、 有机卤素：有机卤素其化学活性类似无机盐类，并因易于利用其卤素离子作为助焊剂。由于有机基的影响，有机卤素对温度感，腐蚀性较强，焊后残留物和烟尘必须仔细清除。c、 胺和氨化物：因其不含卤素，故一般作为一种添加剂的形式应用于多种助焊剂中，它含有像尿素、乙二胺、单乙醇胺和三乙醇胺等到这类材料。该类化合物还是有腐蚀性，而且对温度非常敏感。上述三种有机助焊剂由于其腐蚀性和温度不稳定性，故在波峰焊工艺中也是限制合用的。d、 纯松香型助焊剂：纯净的松香通常是几种异构双萜酸的混合物，其中三种主要成份是松香酸、d-海松酸和 L-海松酸，松香酸占（8090）%、而海松酸占（1015）%。纯松
21、香在室温为固体，在化学上呈非活性，在电气上是绝缘的，而且其凝结蒸汽和与金属反应所生成的化合物也同样如此。在现代微电子工业中仍是极为有用的一种助焊剂。纯净松香助焊剂的主要缺点是其与许多金属反应的固有化学活性低，因而焊接前必须对基材金属表面进行净化处理。e、 低活性助焊剂：这类助焊剂主要受允许活性极限的限制，以便在大多数应用中不必清除助焊剂残留物。英国 DTD 标准规定其活化剂（氯化物）的含量限制在0.5%。f、 无卤素活性松香：德国工业标准（DIN）规定其活化剂仅限于有机酸和比较无58害的类似材料，但 HOWARD H.MANKO 认为：这些材料还是颇为危险的，特别是如果净化不当，清除松香而留下
22、暴露的这些材料更危险，因为作为活化剂的有机酸需要利用极性溶液清除。g、 中性活性松香助焊剂：美国标准 MIL-F-14256 对这类助焊剂在焊前和焊后的电气和化学技术要求作了具体的规定，但未涉及其化学成份。因此，制造厂商可在中等活性范围内寻求采用任何一种最有效的活化剂材料（卤化物、有机酸、胺、氨化物等） 。但最终配制的助焊剂残留物和凝结的焊接烟尘应是无腐蚀性的，且在电气上是绝缘的。h、 活性松香助焊剂：这组助焊剂已在整个工业和生产中获得了极广泛的应用。虽然其焊后留下的残物，对许多应用场合（如收音机、电视机等）是基本安全的。但对于高可性和长寿命设备来说，则被认为是很危险的。为了彻底清除残留物，必
23、须采用双极性溶剂，即首先利用无极性溶剂清除松香，然后再用像水这样的极性溶剂清除留下的活化剂和其它可电离的残余物。也可一次性利用双极性溶剂渗和液同时清除两种残留物。i、 清洗型助焊剂：在电子产品生产中，最广泛使用的高固体含量助焊剂是松香型有机类助焊剂。此类助焊剂通常由活性剂、成膜剂、添加剂和溶剂等成分组成。传统助焊剂以松香为基体，它能够同时起到活性剂和成膜剂的作用。为了提高助焊剂的助焊能力，必须加入一定的活性物质，助焊剂中的添加剂常为酸度调节剂、消光剂、光亮剂、缓蚀剂和助燃剂等物质中的一种或几种。j、 免清洗型助焊剂：免清洗型助焊剂是指焊后残留物极微且无害，而无需再清洗的助焊剂。这类助剂中固体成
24、份通常都低于 5%，亦称为低固型助剂。其应具备下列要求： 固体含量应不大于 5%； 不含卤素； 助焊剂扩展率应不小于 80%； 波峰焊接后 PCB 的绝缘电阻应大于 11011；免清洗这种叫法只对一般的电子产品而言，对那些对可靠性有特殊要求的产品（如航空、航天、卫星、导弹等）还需要清洗工序，否则，造成了事故损失将是无法估量的。k、 水熔性助焊剂：水溶性助焊剂的最大特点是助焊剂在水中溶解度大、活性强、助焊性好，焊后残留物易溶于水，因此可以直接水作清洗溶剂。上述三种助焊剂是近年来一类新型助焊剂，由于其因体含低，焊后残留物很少，因而可以大大简化甚至省去清洗工序，大幅降低 ODS 的消耗，对保护地球环
25、境有非常重要的意义。六、钎焊料波峰焊接中所用钎料几乎都是锡-铅二元合金，电子工业组装工艺中，广泛采用锡-铅二元合金作钎料的主要原因是： 熔化温度范围窄，且适用于工程应用范围需要；59 润湿性和机械物理性尚可； 经济性好。1、 锡、铅的物理化学特性a、 元素锡：锡为银白色有光泽的金属，耐氧化性能好，暴露在空气中时仍保持其光泽。延伸性好，晶粒结构比较粗糙。锡是一种质软的低溶点金属，相变点为13.2，低于这个温度时变成粉末状的灰色锡（ 锡） ，灰色锡具有金刚石型晶格金相结构。当温度高于 13.2时变成白色锡（ 锡） ，呈空心立方晶格，富有延展性。 锡的原子能够加速未转变材料中 锡的形成过程。锡在大气
26、中耐腐蚀性好，不失金属光泽；但不能抗氯、碘、苛性钠、苛性钾等物质的腐蚀。b、 元素铅：铅是一种蓝色金属，其新暴露表面具有光亮的金属光泽。通常在空气中该表面很快变质，呈暗灰色。该氧化膜附着力非常强，保护其层金属免受环境的进一步侵蚀，它使铅具有耐多种化学和环境腐蚀的独特性能。铅是一种质软金属，具有面心立方晶格，很容易加工成形。铅是一种对人体有害的有毒金属，接触时要特别注意。2、 锡-铅合金熔点温度在选用钎料的许多考虑因素中，钎料融点温度是首先要考虑的。由于在等于或稍高于熔点的温度下，钎料仍呈粘带状态，极不易流动，在一定程度限制了润湿特性。因此较理想的的钎焊温度应大约高于钎料熔点温度（15.571）
27、之间为宜。该温度范围适用于大多数钎料合金。对锡-铅合金这种特定场合，钎料合金的熔点和钎接温度之差取40左右为宜。值得注意的是，推荐的波峰焊接温度并不等于钎料槽中的温度。在波峰焊接过程中，焊点实际达到的温度是介于钎料槽温度和被焊工件之间的某一温度。波峰焊接工艺中通常都是采用成份为 Sn63/Pb37 的共晶组分，该组分的熔点为 183，那么，较优的钎接温度应为 223（183+40） 。而对应此状态，钎料槽的温度通常应选择到 250左右才行。其目的是为了保证钎料的良好的流动性，并考虑到被润湿表面的所有热损耗，这也是为了缩短钎接时间和增强助焊剂活性所要求的。在波峰焊接时，焊点的加热过程中，主要影响
28、因素是被焊物的焊前温度，被焊物的热容量和热导（即被焊物和焊点的散热效果） ，助焊剂活化要求的温度，钎料槽本身的热散失。对温度的这些要求必须和钎料波峰所能提供的热量相平衡，以确保焊点的钎接温度能稳定地维持在 223左右。钎料中由于锡和铅的不同组份，其物理特性也是不同的，如下表所示，由于锡和铅的密度不同，故钎料的熔化温度、密度、导电率、及机械特性等都有所不同。锡-铅系钎料的物理特性熔点（） 密度 抗拉强度 抗剪强度 廷伸率 布氐硬度电导 电阻率合金成份（%）锡 铅 固相线 液相线g/cm3 kg/mm2 kg/mm2 % %IACS .cm60100 0 232 232 7.29 1.49 2.0
29、2 55 13.9 1063 37 183 183 8.46 5.41 3.8 2830 17 11.5 14.9970 30 183 186 8.17 5.48 3.52 20 17 12.5 13.7960 40 183 188 8.52 5.34 3.94 2740 16 11.5 14.9950 50 183 214 8.90 4.36 3.66 3898 14 10.9 15.8240 60 183 238 9.28 3.8 3.37 3915 12 10.1 17.0720 80 183 277 10.04 3.37 2.95 22 11 8.7 20.50 100 327 327
30、 11.34 1.42 1.39 393、 钎料膏：钎料在未使用前通常是块状或丝条状的固体，在 SMT 焊接工艺中所使用的钎料却是糊状的膏状体，即钎料膏。钎料膏是由钎料合金粉末（通常采用粒度为 3050m 的球状粉末）和糊状助焊剂混合制得的一种高粘度的膏状物，与再流焊配合应用于印刷电路板的组装。钎料膏的基本功能要求如下：a、 具有一定流动性，可以通过印刷设备涂敷到印刷电路板表面；b、 具有一定的粘度，在再流焊之前可以固定待焊的电子元器件；c、 在再流焊过程中，可去除金属氧化物并润湿金属表面，最终形成可靠连接。钎料膏应具备的基本特性如下：a、 印刷性能良好，可连续印刷；b、 流变性好，放置或预热
31、时不产生崩塌或桥连现象；c、 焊接性良好，不会产生钎料球飞溅而引起短路；d、 储存寿命长，长时间储存粘度无变化，在 05下在保存 36 个月；e、 印刷后放置时间长，一般在常温下能放置 1214 个小时；焊接后的残余物应具有较高的绝缘电阻，清洗性好或免清洗；f、 无毒、无嗅和无腐蚀性。七、波峰焊接设备1、 波峰焊工艺的优点a、 省工省料，提高生产效率，降低成本：在电子产品生产中，应用波峰焊接工艺 烙 铁 头液 态 钎 料丝 状 钎 料气 泡 上 升 A面B面FG焊 盘 引 线 焊 盘 引 线面 B面PCFr钎 料 波 峰 Fg-重 力表 面 张 力(a)手 工 焊 (b)波 峰 焊61后，可以
32、大幅度提高生产效率（50 倍以上） ，节约大批人力和钎料。使得产品的生产成本能大幅度地降低。b、 提高焊点的质量和可靠性：应用波峰焊接工艺后的另一个最突出的优势是，消除了人为因素对产品质量的干扰和影响。c、 改善操作环境和操作者的身心健康：使用活性松香钎料丝手工焊操作时产生的烟，其中在部分是助焊剂受热分解产生的气体或挥发物，这些烟中含有对人体有害的成分。d、 产品质量标准化：由于采用了机械化和自动化生产，就可以排除手工操作的不一致性和人为因素的影响，确保了产品的安装质量的整齐划一和工艺的规范化、标准化，从而达到使产品质量稳定不变。e、 可以完成手工操作无法完成的工作：随着电子装备的轻、薄、短、
33、小型化的发展趋势，其安装密度大幅度地提高。面对精密微型化的安装结构，单靠人的技能已是法胜任。2、 设备系统的基本组成：一次焊接系统的基本组成，夹送系统、夹具、助焊剂涂覆系统、预热系统、钎料波峰发生器、冷却系统、电气控制系统等是必备部分。3、 波峰焊接备的操作：参阅设备使用指示书 。八、SMT 波峰焊接技术SMT 中的焊接工艺主要有波峰焊和再流两种，其中再流焊在实际工业生产中得到了最广泛的应用。再流焊和波峰焊的根本区别在热源和钎料。在再流焊中，预置的钎料膏在外加热量下熔化，与基材发生互相作用而实现连接。1、波峰焊：波峰焊接（Wave Soldering）：即将熔融的液态钎料借助泵的作用，在钎料液
34、面形成一特定形状的钎料波峰，装载了元器件的 PCB 以某一特定角度，并以一定的浸入深度穿过钎料波峰而实现焊点的焊接称为波峰焊接。2、再流焊再流焊是适用于精密引线间距的表面贴装元件的有效方法。再流焊使用的连接材料是钎料膏，通过印刷或滴注等方法将钎料膏涂敷在印制电路板的焊盘上，再有专用设备贴片机在上面放置表面装贴元件，然后加热使钎料溶化，即再次流动，从而实现连接，这也是再流焊名称的来由。根据热源不同，再流焊主要可分为红外再流焊、热风再流焊、气相再流焊和激光窄 波 峰PCB防 氧 化 油 层 传 送 方 向 SMD宽 平 波 峰62再流焊。、 红外再流焊：利用红外线辐射能加热实现表面贴装元件与印制电
35、路板之间连接的软钎焊方法，下图是红外再流焊的基本原理示意图。再流焊的钎焊质量主要取决于是否能实现所有焊点的均匀加热，因此钎焊温度工艺参数分为四个阶段：a 预热升温阶段铅料膏中的溶剂在外此阶段得到挥发。如果预热阶段升温过快，将导致两个主要问题：一是溶剂挥发过快带动铅料合金粉末飞溅到印刷电路板上，形成铅料球缺陷；二是铅料膏粘度变化过快导致铅料膏坍塌，形成桥连缺陷，典型的预热升温速率为 12/S，最大不超过 4/S。b 预热保温区：在此段温度缓慢上升，主要目的是激活钎料和促使印制电路板上的温度均匀分布。绝大多数软钎剂的活性温度为 145，因此这一阶段的温度一般为 150，最大不超过 180。就保温时
36、间而言，如果太短，将导致冷焊和立碑现象等缺陷，如果太长，钎料的助焊性能在再流焊之前就浪费了。典型的预热保温时间为 13min。c 再流阶段。此阶段温度高于钎料合金熔点。钎料熔化并与待结合面金属发生溶解扩散反应，而形成焊点。就温度再流而言，为避免焊点界面处的金属间化合物层过厚，理想的铅焊温度为超过铅料合金熔点 3040。软 钎 区 红 外 辐 射 元预 热 区 红 外 辐 射 元已 涂 敷 钎 料 膏 和 放 置元 器 件 的 印 制 电 路 板 最 小 峰 值 温 度保 温 时 间预 热 时 间最 大 峰 值 温 度 液 态 时 间 冷 却 时 间时 间 /min温度/63d 冷却阶段，焊点凝
37、固最终实现固态连接，冷却速度对最终的焊点强度有重要影响。从焊点的强度来讲，冷却速度越快，其金属学组织越细小，焊点强度越高，但是冷却速度要考虑到元器件自身对温度的冲击的承受能力，一般而言，冷却速率应控制 34/S。 、热风再流焊热风再流焊是利用受热传导实现表面贴装元件与印制电路板之间焊接的软钎焊方法。其热源为加热器的辐射热，受热空气在鼓风机等的驱动在再流焊炉中对流，并实现热量传递。与红外再流焊相比，热风再流焊可实现更为均匀的加热，目前，商品化的再流焊设备实际上多采用红外与热风相结合的加热方式。、气相再流焊（略）、激光再流焊（略）九、手工焊接1、 焊接工具：焊接所使用的主要工具是电烙铁，镊子、剪钳
38、、吸锡器、防护眼罩、抽风机烙铁架、清洁海绵为焊接辅助工具。2、 对于焊接工具的用途和要求a、 电烙铁：是用来熔化钎料，以达到焊接的主要工具，它必须满足以下要求。 温度要恒定； 消费电力少； 体积小、重量轻便于作业； 烙铁头要易于更换，容易修理； 可长时间连续使用； 绝缘阻抗高，对于半导体部品无破坏性； 具有防静电功能。b、 镊子：用于夹带被焊元件，使焊接作业顺利进行。c、 剪钳：用于去除焊接后过长的元件引脚或元件引脚焊接前的预加工。d、 吸锡器：用于取下元件时使用，特别是多脚元件。e、 防护眼罩：用于保护眼睛，防止助焊剂飞溅入眼，造成伤害。f、 抽风机：用于吸走焊接时助焊剂所挥发出的烟尘等。g、 烙铁架：放置烙铁用。h、 清洁海绵：焊接时，由于高温，烙铁头容易产生氧化层，必须用清洁海绵清洁，以保证焊接质量。使用时海绵必须加水。3、 电烙铁的组成a、 烙铁头的材质：烙铁头是以铜作为基材，以铁电镀其表面或铁电镀后再施以镀镍或铝合金。
