焊锡工艺指南.docVIP

焊 锡 工 艺 指 南 随着电子工业的高速发展，产品质量的不断提高，优良的焊锡工艺在电子工业中起到越来 越重要的作用，因此，我们系统地研究焊锡理论，对解决焊接缺点改善品质有相当大的帮助。下面，我们将根据公司的实际，从锡焊的基本原理、助焊剂、焊锡、自动焊锡机、SMT波焊技术、自动焊接后不良原因及对策，焊锡工程的零缺点管理等几方面着重进行分析。 A 锡焊原理 在研究焊接工程所用的材料和设备之前，我们必须先清楚地了解锡焊的基本原理，否则，我们便无法用目视来检验锡焊所形成的焊点和工程上各不同零件的效果。 1 润湿 润湿是焊接行为中的主角，其接合即是：利用液态焊锡润湿在基材上而达到接合的效果。 焊锡润湿在基材上时，两者之间以化学键结合，而形成一种连续性的接合，在实际状况下，基材常因受空气及周围环境的侵蚀，而会有一层氧化层，阻挡焊锡而无法达到良好的润湿效果。 1、焊接与胶合 当两种材料用胶沾合在一起，其表面的相互沾着是因胶给它们之间一种机械键所致。焊接 是在焊锡和金属之间形成一分子间键，焊锡的分子穿入基层金属的分子结构，而形成一坚固、完全金属的结构。当焊锡溶解时，也不可能完全从金属表面上把它擦掉，因为它已变成为基层金属的一部分。 2、润湿和无润湿 涂有油脂的金属薄板浸到水中，无润湿现象，如将此金属薄板放入热清洁溶剂中加以清洗，并小心地干燥，再将它浸入水中，液体将完全地扩散到金属薄板的表面后形成一薄均匀的膜层，即它润湿了此金属薄板。 3、清洁 当焊锡表面和金属表面很干净时，焊锡一样会润湿金属表面。如果清洁不够时，焊锡和金属之间会形成一很薄的污染层，几乎所有的金属在暴露空气中时，都会立刻氧化，此极薄的氧化层物将防凝金属表面上焊锡的润湿作用。 同样的道理，在我们公司的无绳电话制造过程中，许多PCB焊锡PAD位长时间暴露于空气中，而又未采取任何清洁措施，其形成的氧化层，将会严重影响到后面的焊接质量(这对我们研究表面接触的充电片INT现象，也将有很大的帮助) 4、毛细管的作用 将两上干净的金属表面 合在一起后，浸入熔化的焊锡中，焊锡将润湿此两金属表面并向 上爬升，此填满相近 表面之间的间隙，此为毛细管作用。不干净的金属表面便没有润湿作 用，焊锡不会填满此点。 在自动焊锡过程中，当一电镀贯穿孔的印刷线路板经过一波焊炉时，便是毛细管作用的力量将锡填满此孔，并在印刷线路板上面形成一焊锡带，而不是波的压力将焊锡推进此孔，了解这个问题对我们解决焊锡过程中贯穿孔的印刷线路板短路现象，起到指导作用。 5、表面张力 用溶剂加以清洗金属表面会减少表面张力(在焊锡工艺中，我们引进助焊剂“FLUX”，助焊剂有去除金属和焊锡间的氧化物，让锡润湿湿金属表面的作用)。 在焊锡中的污染物会增加表面张力，焊锡温度也会影响表面张力，温度愈高表面张力也愈小，但这个效果比它所产生的氧化作用还低。 润湿角度(WETTING ANGLE)(，即焊锡表面和铜板之间的角度，它是所有焊点检验的基 础， (越小润湿越好。 熔锡中无助焊剂，形成一大润湿角度的球状。 熔锡中有助焊剂，焊锡润湿于 而形成一小润湿角度。 6、润湿的热动力平衡 焊接工程不可缺的材料是焊锡、助锡剂和基层金属。当焊锡润湿在基层金属中，静止下来时，即是力平衡的状态。 ((90( 退润湿 (1) ((90( (=180( 未润湿 90((180( 润湿不良 (2) 90((75( 称为边际润湿 (3) (75( 称为良好 2 焊点 1、金属间的形成 将两个铜板用焊锡焊接在一起， 那么锡和铜的表面层形成一新的化合物，它是铜/锡化的 (CU3SN，CU6SN5)， 也称为金属间化合物，当焊锡润湿铜板时才会形成一金属部化合物，同时 它也是润湿已发生的表示。 2、厚度时间和温度 化合物的厚度是决定于焊点的温度和在此温度下所停留的时间。锡/铜金属间化合物的形成在室温下便会发 生，但其反应相当慢，对焊点而言，无实际意义。 3、焊点龟裂 金属间化合物比焊锡或铜要硬，而且也比较脆，如果此金属间化合物太厚的话，当焊点受到热或机械性的应力下，便会产生焊点龟裂。 4、热 在被焊接的金属上的温度上升到比焊锡的熔点高之前， 是无法得到满意的焊点， 焊锡的 流动是随热的流动 而达到最佳状态。 5、焊点表面清洁度和腐蚀 焊锡表面同样也有未饱和键，与空气接触后，形成氧化层，通常焊锡中铅会很快的生成氧化铅，氧化铅会形成一层薄膜保护焊不再受氧化，如有助焊剂残余在表面，有以下反应 ： PbO+2HCL PbCl2+H2O PbCO3+2HCL PbCl2+H2O+CO2