文档介绍：手工锡焊培训
10/11/2018
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焊料、PCB板、工具设备介绍
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电子元器件介绍
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通孔器件手工焊接过程
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SMT器件手工焊接过程
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焊接品质分析
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PCBA的清洗
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锡焊的机理
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IPC规范、5S管理
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锡焊的机理
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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。
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锡焊的机理
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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。
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锡焊的机理
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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
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锡焊的机理
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润湿角θ
焊点的最佳润湿角
Cu----Pb/Sn 15~45 °
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
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锡焊的机理
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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。
熔融焊料在金属表面也有表面张力现象。
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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
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锡焊的机理
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(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发生引力)
温度(在一定温度下金属分子才具有动能)
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锡焊的机理
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(2)扩散
Pb
Sn
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
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