【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成兩張圖—單線不交叉草圖（1∶1）和正式排版（1∶2）。 焊接 焊接材料 能熔合兩種或兩種以上的金屬，使之成為一個(gè)整體的易熔金屬或合金都叫焊料。焊料的種類很多，焊接不同的金屬使用不同的焊料。按其成分可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等。按其耐溫情況可分為高溫焊料、低溫焊料以及低熔點(diǎn)焊料等。在一般電子產(chǎn)品裝配中，通常使用錫鉛焊料，俗稱“焊錫”。 錫（Sn） 錫是一種質(zhì)軟、低熔點(diǎn)的金屬，其熔點(diǎn)為232℃，純錫較貴，質(zhì)脆而機(jī)械性能差；在常溫下，錫的抗氧化性強(qiáng)，℃時(shí)呈銀白色，℃時(shí)呈灰色，低于－40℃變成粉末。 鉛（Pb） 鉛是一種淺青色的軟金屬，熔點(diǎn)為327℃，機(jī)械性能差，可塑性好，有較高的抗氧化性和抗腐蝕性。鉛屬于對(duì)人體有害的重金屬，在人體中積蓄能引起鉛中毒。 錫鉛合金 當(dāng)鉛和錫以不同的比例熔成錫鉛合金以后，熔點(diǎn)和其他物理性能都會(huì)發(fā)生變化。 錫鉛焊料目前在電子通信及計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)廣泛使用，但是，由于鉛是有毒物質(zhì)，一些國(guó)家已開(kāi)始對(duì)無(wú)鉛焊料進(jìn)行研究。日本的一些公司已率先把無(wú)鉛焊料用到電視及音響器材上。其他國(guó)家的公司也進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。一些跨國(guó)公司也將使用無(wú)鉛焊料的“綠色產(chǎn)品”，將它作為促銷工具。 釬料膏用于表面組裝再流焊，有足夠的黏性，可將元器件黏附在印制電路板上，直到開(kāi)始再流焊。它由釬料粉與助焊劑組成，釬料粉的釬是粒度均勻的球狀顆粒，顆粒大小根據(jù)印制電路板的圖形精細(xì)而定。助焊劑的含量一般為釬焊料的8%~15%，主要成分有樹(shù)脂、活性劑和穩(wěn)定劑等。助焊劑的組成與配比對(duì)釬焊膏的黏度、釬焊工藝性能、印制圖形的形狀及釬焊面上焊料的厚度等會(huì)產(chǎn)生影響。 按照助焊劑的類型，釬焊膏分為樹(shù)脂基釬焊膏、水清洗釬焊膏和免清洗釬焊膏。 1. 焊錫成分與溫度的關(guān)系 如圖36所示，橫坐標(biāo)代表質(zhì)量的百分比，縱坐標(biāo)代表溫度的變化。A點(diǎn)表示純鉛的熔點(diǎn)為327℃。C點(diǎn)表示純錫的熔點(diǎn)為232℃。ABC線稱液相線，溫度高于這條線時(shí)，合金處于液態(tài)。ADBEC稱固相線，溫度低于這條線時(shí)合金為固態(tài)；在兩個(gè)三角區(qū)內(nèi)為半熔融狀態(tài)。例如，錫鉛各占50%的合金，熔點(diǎn)為212℃，凝固點(diǎn)中錫的含量少，所以成本較低，一般的焊接可以使用。但又由于它的熔點(diǎn)較高而凝固點(diǎn)較低，所以不宜用來(lái)焊接電子產(chǎn)品。圖36中的虛線表示最適合焊接的溫度，它高于液相線約50℃。 圖36 錫鉛合金狀態(tài)圖 由于錫鉛組成的質(zhì)量比不同，其熔點(diǎn)是在變化的。例如，含錫20%、鉛80%的合金在190℃變成半液體；再升溫到275℃時(shí)，才變成完全的液體。 從狀態(tài)圖中看出只有B這一點(diǎn)，在183℃時(shí)由固體直接變成液體沒(méi)有半液體狀態(tài)，我們稱這個(gè)點(diǎn)為“共晶點(diǎn)”。按照這個(gè)共晶點(diǎn)配制的合金，稱為“共晶合金”。 我們把錫鉛合金焊料中錫占63%、鉛占37%的焊錫稱為“共晶焊錫”，它是比較理想的焊錫，是我們一般常使用的焊錫。 焊錫在整個(gè)焊接過(guò)程中，鉛幾乎不起反應(yīng)，那么為什么還要把鉛作為焊料的一種成分呢？因?yàn)樵阱a中加入鉛后可獲得和鉛都不具備的優(yōu)良特性。 2. 共晶焊錫的優(yōu)良特點(diǎn) （1）熔點(diǎn)低 鉛的熔點(diǎn)為327℃，錫的熔點(diǎn)為232℃，而“共晶焊錫”的熔點(diǎn)只有183℃，焊接溫度低，防止損害元器件。 （2）無(wú)半液態(tài) 由于熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)一致而無(wú)半液體狀態(tài)，可使焊點(diǎn)快速凝固從而避免虛焊。這點(diǎn)對(duì)自動(dòng)焊接有重要意義。 （3）表面張力低 表面張力低焊料的流動(dòng)性就強(qiáng)，對(duì)被焊物有很好的潤(rùn)濕作用，有利于提高焊點(diǎn)質(zhì)量。 （4）抗氧化能力強(qiáng) 錫和鉛合在一起后，其化學(xué)穩(wěn)定性大大提高了。 （5）機(jī)械特性好 共晶焊錫的拉伸強(qiáng)度、折斷力、硬度都較大，并且結(jié)晶細(xì)密，所以，其機(jī)械強(qiáng)度高。在電子產(chǎn)品裝配中，使用的焊錫多為“共晶焊錫”。 3. 焊錫成分與電導(dǎo)率的關(guān)系 焊錫的電導(dǎo)率是一個(gè)很重要的參數(shù)，但往往被忽略。共晶焊錫具有銅線1/10的電導(dǎo)率，即具有銅線10倍的電阻率。所以，當(dāng)有大電流流經(jīng)焊接部位時(shí)，就必須要注意它的壓降及發(fā)熱。因此，對(duì)大電流通過(guò)的部位，印制導(dǎo)線除了要加寬加厚外，被焊物還應(yīng)采取繞焊（例如，一個(gè)電子產(chǎn)品，某部位需通過(guò)10A以上的大電流，但有一工人將粗導(dǎo)線剪短了，不能繞接了，就用一堆焊錫代替粗導(dǎo)線連上了，在長(zhǎng)時(shí)間通電后印制電路板上該部位燒糊了，險(xiǎn)些起火）。 4. 無(wú)鉛焊料簡(jiǎn)介 如果用無(wú)鉛焊料替代錫鉛焊料，它應(yīng)在物理性能、鉛焊工藝性能、接頭的力學(xué)性能等方面與錫鉛焊料接近，而且成本不能過(guò)高。從進(jìn)展情況看，有些無(wú)鉛焊料合金可以直接采用，或?qū)ΜF(xiàn)行工藝作較大調(diào)整。目前，雖然仍處于積極開(kāi)發(fā)、積累數(shù)據(jù)的階段，但是廣泛使用無(wú)鉛焊料的日期已不遙遠(yuǎn)。表32列出了可推薦使用的無(wú)鉛焊料。 表32 可推薦使用的無(wú)鉛焊料 合金 熔點(diǎn)/℃ 適用場(chǎng)合 特點(diǎn) Sn58Bi 138 消耗電子產(chǎn)品、無(wú)線通信產(chǎn)品 有較好的抗熱疲勞性能，較少的疲勞損傷；熔點(diǎn)過(guò)低，限制產(chǎn)品的最高服役溫度，成本稍高 221 消耗電子產(chǎn)品、無(wú)線通信產(chǎn)品、飛機(jī)、汽車 力學(xué)性能良好，可焊性良好，熱疲勞可靠性良好，共晶成分時(shí)熔點(diǎn)為221℃，成本較高 205~210 消耗電子產(chǎn)品、無(wú)線通信產(chǎn)品、飛機(jī)、汽車 熔點(diǎn)較低，200~210℃；可靠性良好；在所有無(wú)釬焊料中可焊性最好，成本較高 續(xù)表 合金 熔點(diǎn)/℃ 適用場(chǎng)合 特點(diǎn) 227 通信產(chǎn)品 熔點(diǎn)偏高、強(qiáng)度低，熱疲勞性能優(yōu)于SnPb共晶焊料，成本適中 217 電子、無(wú)線通信產(chǎn)品、汽車、軍用產(chǎn)品 可靠性及釬焊工藝性均較好；，特別適于波焊；熱疲勞性優(yōu)于SnPb共晶焊料，成本較高 5. 助焊劑 助焊劑是進(jìn)行錫鉛焊時(shí)所必需的輔助材料，是焊接時(shí)添加在焊點(diǎn)上的化合物，參與焊接的整個(gè)過(guò)程。 （1）助焊劑的作用 amp。61548。 除去氧化物 為了使焊料與工件表面的原子能充分接近，必須將妨礙兩金屬原子接近的氧化物和污染物去除，助焊劑正具有溶解這些氧化物、氫氧化物或使其剝離的功能。 amp。61548。 防止工件和焊料加熱時(shí)氧化 焊接時(shí)，助焊劑先于焊料之前熔化，在焊料和工件的表面形成一層薄膜，使之與外界空氣隔絕，起到在加熱過(guò)程中防止工件氧化的作用。 amp。61548。 降低焊料表面的張力 使用助焊劑可以減小熔化后焊料的表面張力，增加其流動(dòng)性，有利于浸潤(rùn)。 （2）對(duì)助焊劑的要求 amp。61548。 常溫下必須穩(wěn)定，熔點(diǎn)應(yīng)低于焊料。 amp。61548。 在焊接過(guò)程中具有較高的活化性，較低的表面張力，粘度和比重應(yīng)小于焊料。 amp。61548。 不產(chǎn)生有刺激性的氣味和有害氣體，熔化時(shí)不產(chǎn)生飛濺或飛沫。 amp。61548。 絕緣好、無(wú)腐蝕性、殘留物無(wú)副作用，焊接后的殘留物易清洗。 amp。61548。 形成的膜光亮（加消光劑的除外）、致密、干燥快、不吸潮、熱穩(wěn)定性好，具有保護(hù)工件表面的作用。 （3）常用助焊劑簡(jiǎn)介 助焊劑一般可分為有機(jī)、無(wú)機(jī)和樹(shù)脂三大類。電子裝配中常用的是樹(shù)脂類助焊劑。 amp。61548。 松香酒精助焊劑 松香類助焊劑和樹(shù)脂系列焊劑，在常溫下，松香是固態(tài)物質(zhì)，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙鐵頭吸附固體松香時(shí)，容易揮發(fā)，沾到焊點(diǎn)上的數(shù)量較少，不能充分發(fā)揮作用。平時(shí)使用時(shí)常將松香溶于酒精之中，重量比例為3∶1，并添加適量活性劑，制成松香酒精助焊劑。 松香類助焊劑的用法有預(yù)涂覆和后涂覆兩種。預(yù)涂覆多用于印制電路板焊接，既可防止印制電路板表面氧化，又利于印制電路板的保存。后涂覆指在焊接過(guò)程中添加助焊劑，與焊料同時(shí)使用，也可制成管狀焊錫絲。 amp。61548。 “三S”消光助焊劑 這種助焊劑量具有一定的浸潤(rùn)性，可使焊點(diǎn)豐滿，防止橋連、拉尖，還具有較好的消光作用。 amp。61548。 中性助焊劑 這種助焊劑適用于錫鉛焊料對(duì)鎳及鎳合金、銅及銅合金、銀和白金等的焊接。中性助焊劑活化性強(qiáng)，焊接性能好，焊前不必清洗可浸錫，并能避免產(chǎn)生虛焊、假焊等現(xiàn)象，同時(shí)在焊接時(shí)不產(chǎn)生刺激性有害氣體。 amp。61548。 波峰焊防氧化劑 波峰焊防氧化劑具有較高的穩(wěn)定性和還原能力，在常溫下呈固態(tài)，在80℃以上時(shí)呈液態(tài)，常在浸焊及波峰焊等自動(dòng)焊接時(shí)使用。 焊接工具 1. 電烙鐵 （1）電烙鐵的種類 隨著焊接技術(shù)的需要和不斷發(fā)展，電烙鐵的種類不斷增加，除常用的內(nèi)熱式、外熱式的電烙鐵外，還有恒溫電烙鐵、吸錫電烙鐵、微型烙鐵、超聲波烙鐵、半自動(dòng)送料焊槍等多種類型。電烙鐵的規(guī)格一般是用電功率表示，常用規(guī)格有25W、45W、75W、100W等。功率越大，烙鐵頭的溫度越高。 amp。61548。 外熱式電烙鐵 外熱式電烙鐵外形如圖37所示。電烙鐵芯是電烙鐵的核心部件，它是將電熱絲平行地繞制在一根空心瓷管上，中間由云母片絕緣，引出兩根導(dǎo)線與220V交流電連接，由于電烙鐵芯安裝在烙鐵外面，故稱外熱式。外熱式電烙鐵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但熱效率低、升溫慢、體積較大，而且烙鐵的溫度不能有效地控制。 圖37 外熱式電烙鐵 amp。61548。 內(nèi)熱式電烙鐵 內(nèi)熱式電烙鐵外形如圖38所示。烙鐵芯是用電熱絲纏繞在密閉的陶瓷管上組成，然后插在烙鐵頭里面，直接對(duì)烙鐵頭加熱，故稱為內(nèi)熱式。內(nèi)熱式電烙鐵的烙鐵芯是采用極細(xì)的鎳鉻電阻絲繞在瓷管上制成的，外面再套上耐熱絕緣瓷管。烙鐵頭的一端是空心的，它套在芯子外面，用彈簧夾緊固。由于烙鐵