1.錫焊分類
(1)熔焊。熔焊是指焊接過(guò)程中母材和焊料均熔化的焊接方式。常見的熔焊方式有等離子焊、電子束焊、氣焊等。
(2)釬焊。在焊接過(guò)程中母材不熔化,而焊料熔化的焊接方式稱為釬焊。釬焊又分為軟釬焊和硬釬焊。軟釬焊為焊料熔點(diǎn)低于450~C~,硬釬焊為焊料熔點(diǎn)高于450℃的焊接。
加壓焊。加壓焊又分為加熱與不加熱兩種方式防靜電鞋 , 防靜電服,如冷壓焊、超聲波焊等屬于不加熱方式。加熱方式又可以分為兩種,一種是加熱到塑性,另一種是加熱到局部熔化。在電子產(chǎn)品制造過(guò)程中,應(yīng)用最普遍、最具代表性的焊接形式是錫焊,它是一種最重要的軟釬焊方式。錫焊能實(shí)現(xiàn)電氣的連接,讓兩個(gè)金屬部件實(shí)現(xiàn)電氣導(dǎo)通,錫焊同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)部件的機(jī)械連接,對(duì)兩個(gè)金屬部件起到結(jié)合、固定的作用。常見的錫焊方式有手工烙鐵焊、手工熱風(fēng)焊、浸焊、波峰焊和再流焊等。
2.錫焊的特點(diǎn)
錫焊方法簡(jiǎn)便,只需要使用簡(jiǎn)單的工具(如電烙鐵)即可完成焊接、焊點(diǎn)整修、元器件拆換、重新焊接等工藝過(guò)程。具體地說(shuō),錫焊的過(guò)程就是通過(guò)加熱,讓焊料在焊接面上熔化、流動(dòng)、浸潤(rùn)防靜電鞋 , 防靜電服,使焊料滲透到銅母材(導(dǎo)線、焊盤)的表面內(nèi),并在兩者的接觸面上形成脆性合金層。除了含有大量鉻、鋁等元素的一些合金材料不宜采用錫焊焊接外,其他金屬材料大都可以采用錫焊焊
接。此外,錫焊還具有成本低、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),在電子工程技術(shù)里,它是使用最早、最廣防靜電鞋 , 防靜電服占比例最大的焊接方法。錫焊的主要特點(diǎn)有以下3點(diǎn)。
焊料熔點(diǎn)低于焊件。
焊接時(shí)將焊料與焊件共同加熱到錫焊溫度,焊料熔化而焊件不熔化。
焊接的形成依靠熔化狀態(tài)的焊料浸潤(rùn)焊接面,由毛細(xì)作用使焊料進(jìn)入焊件的間隙,形成一個(gè)合金層,從而實(shí)現(xiàn)焊件的結(jié)合。
3.錫焊的原理
錫焊是一種典型的釬焊,是將焊件和熔點(diǎn)比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度,在焊件不熔化的情況下,焊料熔化并浸潤(rùn)焊接面,依靠二者原子的擴(kuò)散形成焊件的連接。焊接的物理基礎(chǔ)是
“浸潤(rùn)”,浸潤(rùn)也叫“潤(rùn)濕”。如果焊接面上有阻隔浸潤(rùn)的污垢或氧化層,不能生成兩種金屬材料的合金層,或者溫度不夠高使焊料沒(méi)有充分熔化,都不能使焊料浸潤(rùn)。進(jìn)行錫焊,必須具備
的條件有以下幾點(diǎn)。
焊件必須具有良好的可焊性??珊感允侵冈谶m當(dāng)溫度下,被焊金屬材料與焊錫能形成良好結(jié)合的合金性能。有些金屬的可焊性又比較好,如紫銅、黃銅等。另外,由于焊接時(shí)高溫易使金
屬表面產(chǎn)生氧化膜,影響材料的可焊性。為了提高可焊性,常在材料表面鍍錫、鍍銀來(lái)防止材料表面的氧化。
焊件表面必須保持清潔。為了使焊錫和焊件達(dá)到良好的結(jié)合,焊接表面一一定要保持清潔。即使是可焊性良好的焊件,由于儲(chǔ)存或被污染,都可能在焊件表面產(chǎn)生對(duì)浸潤(rùn)有害的氧化膜和
油污。在焊接前務(wù)必把污垢清除干凈,否則無(wú)法保證焊接質(zhì)量。
(3)要使用合適的助焊劑。助焊劑的作用是清除焊件表面的氧化膜。不同的焊接工藝,應(yīng)該選擇不同的助焊劑,如鎳鉻合金、不銹鋼、鋁等材料,沒(méi)有專用的特殊焊劑是很難實(shí)施錫焊的。
在焊接印制電路板時(shí),為使焊接可靠穩(wěn)定,通常采用以松香為主的助焊劑。
焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?。焊接時(shí),熱能的作用是熔化焊錫和加熱焊接對(duì)象,使焊料滲透到被焊金屬表面的晶格中而形成合金。焊接溫度過(guò)低,對(duì)焊料原子滲透不利,無(wú)法形成合金,極
易形成虛焊;焊接溫度過(guò)高,會(huì)使焊料處于非共晶狀態(tài),加速焊劑分解和揮發(fā)速度,使焊料品質(zhì)下降,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致印制電路板上的焊盤脫落。
合適的焊接時(shí)間。焊接時(shí)間是指整個(gè)焊接過(guò)程所需要的時(shí)間,它包括被焊金屬達(dá)到焊接溫度的時(shí)間、焊錫的熔化時(shí)間、助焊劑發(fā)揮作用及生成金屬合金的時(shí)間幾個(gè)部分。當(dāng)焊接溫度確定
后,就應(yīng)根據(jù)被焊件的形狀、性質(zhì)、特點(diǎn)等來(lái)確定合適的焊接時(shí)間。焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易損壞元器件或焊接部位;過(guò)短,則達(dá)不到焊接要求。一般,每個(gè)焊點(diǎn)焊接一次的時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)5s。
4錫焊焊點(diǎn)的質(zhì)量要求
焊接是從物理上實(shí)現(xiàn)電氣連接的主要手段。錫焊連接是靠焊接過(guò)程形成的合金層來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接的,合金層必須牢固可靠。如果焊錫僅僅是堆在焊件的表面或只有少部分形成合金層,也
許在最初的測(cè)試和工作中不會(huì)發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)存在問(wèn)題,但隨著條件的改變和時(shí)間的推移,接觸層漸漸氧化,電路就可能產(chǎn)生時(shí)通時(shí)斷或者干脆不工作現(xiàn)象,而這時(shí)觀察焊點(diǎn)外表,依然連接如初。
這是電子產(chǎn)品工作中最頭痛的問(wèn)題,也是產(chǎn)品制造中必須十分重視的問(wèn)題。