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车载制造部手工焊锡培训 主讲 张林林 1 3 焊料常识 2 焊接基础知识 4 焊接工具 5 焊接准备工作 6 焊接技术 1 概述 手工焊接背景 焊锡丝 助焊剂 洗涤剂 阻焊剂的常识 分类 作用 焊接工具的介绍 分类 基本构造 适用范围 现代焊接3种技术 焊接的基本过程和3个阶段 烙铁 烙铁嘴 焊锡的选定准备 点检 清洁海绵准备 烙铁 焊锡持握 温度调节 坐姿 焊接方法技巧 7 锡点的标准及检查 锡点的焊接要求 常见焊点不良现象的分析 手工焊接培训 目录 10 常见的错误焊接观点 9 错误的焊接方法 11 焊接不良原因解决对策 12 烙铁的保养 13 拆焊 解焊 8 焊件外观标准 常见器件外观不良现象的分析 错误焊接认识 观点的剖析 焊接产生不良原因分析 解决防范措施 焊接过程中常见的错误使用烙铁焊接方法习惯 烙铁使用前 中 后的注意保养事项 拆焊解焊的工具方法 14 自动焊接技术之浸焊 自动焊接技术简要介绍 浸焊的特点 方法 流程 手工焊接培训 目录 随着电子元器件的封装更新换代加快 由原来的直插式改为了平贴式 连接排线也由FPC软板进行替代 电子发展已朝向小型化 微型化发展 手工焊接难度也随之增加 在焊接当中稍有不慎就会损伤元器件 或引起焊接不良 所以一线手工焊接人员必须对焊接原理 焊接过程 焊接方法 焊接质量的评定 及电子基础有一定的了解 概述 4 焊接基础知识 现代焊接技术主要分为下列三类 5 6 结晶格子中的金属原子 常温时也会进行热运动 温度升高 热运动加剧 会有从一个格子移向到其他格子的现象 这种金属原子的移动现象称为 扩散现象 接合时 湿润的同时也伴随着扩散 根据这种现象 焊锡和母材之间会形成合金层 焊接的物理现象 湿润扩散合金化表面张力 液体要收缩成最小面积的力 即水滴在物体表面上不扩散的现象 焊接基础知识 3 焊点形成阶段 2 扩散阶段 润湿过程是指 已经熔化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周漫流 从而在被焊母材表面形成附着层 使焊料与母材金属的原子相互接近 达到原子引力起作用的距离润湿的环境条件 被焊母材的表面必须是清洁的 不能有氧化物或污染物 1 润湿阶段 伴随着润湿的进行 焊料与母材金属原子间的相互扩散现象开始发生 通常原子在晶格点阵中处于热振动状态 一旦温度升高 原子活动加剧 使熔化的焊料与母材中的原子相互越过接触面进入对方的晶格点阵 原子的移动速度与数量决定于加热的温度与时间 焊点的形成过程 由于焊料与母材相互扩散 在2种金属之间形成了一个中间层 金属化合物 要获得良好的焊点 被焊母材与焊料之间必须形成金属化合物 从而使母材达到牢固的冶金结合状态 合金化 焊接的基本过程 利用比被焊金属熔点低的焊料 与被焊金属一同加热 在被焊金属不熔化的条件下 焊料润湿金属表面 并在接触面形成合金层 从而达到牢固连接的过程 焊点形成分三阶段 焊接基础知识 7 8 焊接基础知识 焊料是一种熔点低于被焊金属 在被焊金属不熔化的条件下 能润湿被焊金属表面 并在接触面处形成合金层的物质 电子产品生产中 最常用的焊料称为锡铅合金焊料 又称焊锡 它具有熔点低 机械强度高 抗腐蚀性能好的特点 焊锡丝的作用 达到元件在电路上的导电要求和元件在PCB板上的固定要求 含铅锡丝 9 有铅锡丝 焊料常识 无铅锡丝 锡铅合金焊料的有多种形状和分类 其形状有粉末状 带状 球状 块管状等几种 手工焊接中最常见的是管状松香芯焊锡丝 这种焊锡丝将焊锡制成管状 其轴向芯内是优质松香添加一定的活化剂组成的 10 无铅锡丝 焊料常识 一 助焊剂 FLUX 分三种二 锡线中助焊剂在焊锡中空部分 在锡丝中主要灌注三种方式 5芯 1芯 有机助焊剂 无机助焊剂 锡丝中的助焊剂分类 3芯 锡线中助焊剂在锡线中空部分 在锡丝中主要灌注1芯 3芯 5芯等几种方式 焊料常识 电子产品的焊接中常用 助焊剂 FLUX 11 松香类焊剂 助焊剂 FLUX 的作用 c 降低焊锡的表面张力 d 清洁焊锡的表面 a 去除需焊接焊盘处的氧化物 b 促进锡的湿润扩展 e 将焊盘面包裹起来 以防止与空气接触再次氧化 焊料常识 助焊剂 FLUX 的作用 12 锡丝直径常用的几种规格 0 3mm 0 5mm 0 8mm 1 0mm 1 2mm 1 6mm 常用规格 0 3mm0 5mm0 8mmSnCuFLUX 2 2 选用锡线规格需以焊盘大小而定 焊盘大选用锡线规格则大 焊盘小则小 13 焊料常识 清洗剂 在完成焊接操作后 要对焊点进行清洗 避免焊点周围的杂质腐蚀焊点 常用的清洗剂有 无水乙醇 无水酒精 航空洗涤汽油三氯三氟乙烷 焊料常识 阻焊剂 阻焊剂是一种耐高温的涂料 其作用是保护印制电路板上不需要焊接的部位 阻焊剂的种类热固化型阻焊剂紫外线光固化型阻焊剂 光敏阻焊剂 电子辐射固化型阻焊剂 焊料常识 阻焊带 常见的手工焊锡工具有焊枪 普通电烙铁 恒温烙铁 我司主要使用恒温烙铁 所具有的特性对比分析如下 16 焊接工具 恒温烙铁的结构 17 开关 温度设置键或调整钮 焊接工具 烙铁嘴可通过不同形状 大小的烙铁嘴可进行各种不同要求的焊锡 常用的种类 扁状 用于焊接面大 且散热较快的金属体 如焊PIN针 圆锥状 用于锡点密集焊接斜口状 用于焊接面大的独立锡点 18 焊接工具 根据焊锡点大小选定功率适合的烙铁和烙铁嘴根据所焊材质及焊盘大小调节适宜的温度范围 并使用温度测试仪进行测试实际温度 准备好适用的锡丝小心漏电 接电前应检查烙铁电源线是否完好无损 是否有漏电现象 并将地线接好 以确保人生安全及产品安全 新烙铁嘴使用前应先在烙铁第一次通电加热后 用锡丝在1 3烙铁嘴头部熔上一层锡 以使其易沾锡和防止氧化烙铁嘴 作业前戴好防静电手环和手指套或手套 对产品作好防护 19 焊接准备工作 准备好干净且湿度适合的海棉及烙铁座 以便使用中经常擦净有锡渣的过热变黑的烙铁嘴 海绵的湿润量见下图 20 焊接准备工作 电烙铁头清洗是每次焊锡开始前必须要做的工作烙铁头在空气中暴露时 其表面被氧化形成氧化层 表面的氧化物与锡珠没有亲合性 焊锡时焊锡强度很弱 21 焊接准备工作 烙铁头清洁对温度的影响 温度 注意 清洁海绵水量过多时 会导致烙铁温度下降大 恢复时间长 不利于快速加热焊锡 22 焊接准备工作 烙铁头温度测量正确使用方法 一 测量方法1 首先确认温度测试仪的电池电量以及显示效果 将温度测试仪的开关拔到 ON 位 开启电源 观察数显屏幕显示的数值清晰可见 2 焊接员工将烙铁电源开关开启10分钟 或多于10分钟 且能够正常熔化锡丝进行焊接后 方可对烙铁温度进行量测 3 使用烙铁将感温线上残留的的锡移除 使感温线外露 4 将烙铁头移至靠近测试仪的测试区位置 然后在烙铁头上加一小段量 一般为2 3mm 的锡 5 将已加上锡的烙铁头靠近温度测试仪的测试圈 使熔融的锡落在测试圈中 烙铁一直保持靠近测试圈5 10秒 烙铁与测试圈平面的角度约为20 45 然后确定数显屏幕显示的温度数值 并与 作业指导书 所要求的温度范围进行对比 23 焊接准备工作 二 测试频率 1 烙铁温度量测的频率为 2 4小时 次 并记录在 烙铁温度测量记录表 中2 当生产线上作以下变更时 应按以上操作方法进行测量 3 更换烙铁头时 变更焊接产品 需调节焊接温度时 4 因产品不同需要调整烙铁温度时 必须对烙铁温度重新测量矫正 24 焊接准备工作 焊接管理三要素 25 焊接技术 握笔法普通作业 反握法适用于大部品焊锡 烙铁及焊锡丝握法 烙铁的握法有两种 焊锡丝握法 焊锡丝尖部30 50mm处 用大拇指和食指轻握后 用中指移动 自由提供锡线 26 焊接技术 焊锡的正确姿势 25cm以上 正确的姿势 危险的姿势 27 危险 请注意坐姿 焊接技术 无铅焊接的温度及时间控制要求如下表 28 焊接技术 插件元件焊接基本操作步骤 烙铁头放在需焊接的母材进行加热 烙铁投入角度为45度左右将锡丝与母材接触 适量地熔化供给了适量的焊锡迅速移开锡丝焊锡扩散到了目的范围将烙铁移开充分冷却 焊锡完全凝固前不要有振动或冲击 焊锡表面可能发生微小的龟裂现象 29 焊接技术 手工焊锡方法 手工焊锡5步骤法 准备 接触烙铁头 放置锡丝 取回锡丝 取回烙铁头 确认焊锡位置同时准备焊锡 轻握烙铁使烙铁头与母材及引脚同时大面积加热 按正确的角度将锡丝放在母材及烙铁之间 不要放在烙铁上面 确认焊锡量后按正确的角度正确方向取回锡丝 要注意取回烙铁的速度和方向必须确认焊锡扩散状态 45o 30o 30o 3 1秒 手焊锡作业方法原则 不遵守以下原则会发生焊锡不良 开始学5步骤法 熟练后3步骤法自然就会了 手工焊锡3步骤法 准备 放烙铁头放锡丝 同时 30o 45o 取回锡丝取回烙铁头 同时 30o 焊接技术 30 手工焊锡的5个知识点 最适合的温度加热 根据焊接的器件 烙铁头接触的方法 同时 大面积 加热后1 3秒焊锡部位大小判断 一加热的方法 二送锡停留时间 三焊锡供应量 四加热终止时间 焊锡部位大小不同锡量特别判断 焊锡扩散状态确认判断 五 焊接是一次性结束 焊接技术 31 对于焊点和母材比较小 需要热量较少的状况可以按以下步骤作业 烙铁头和锡丝同时接触 溶解适量焊锡 焊锡扩散到了目的范围 烙铁头和锡丝移开 锡丝的移开不可慢于烙铁头 焊接时烙铁必须接触焊盘 母材 正确的焊錫方法 32 焊接技术 错误的焊錫方法 直接在烙铁咀上熔锡会产生冷焊 加热方法的选择 加热技巧 根据实际需要 通过移动烙铁头 迅速大范围加热或采用烙铁头腹部进行加热 加热原则 正确选择烙铁头 选择一种接触面相对较大的焊头 注意 不能因为焊头的接触面过小就提高焊接温度 加热时间 在2 3 5秒内完成 33 焊接技术 根据烙铁头部的设计 烙铁使用方法不同 34 焊接技术 必须将焊盘和被焊器件的焊接端同时加热焊盘和被焊器件的焊接端要同时大面积受热注意烙铁头和焊锡投入及取出角度 PCB PCB PCB PCB PCB PCB PCB 只有被焊端加热 只有焊盘加热 被焊端与焊盘一起加热 铜箔加热引脚少锡 引脚加热铜箔少锡 烙铁垂直方向提升 修正追加焊锡热量不足 PCB PCB 加热方法 加热时间 焊锡投入方法不好 引脚脏污染 会发生不良 铜箔 铜箔 铜箔 PCB 烙铁水平方向提升 PCB 良好的焊锡烙铁45o移开 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 先抽出烙铁 35 焊接技术 一般器件焊锡方法 薄的器件应在焊盘上焊锡 薄片类器件不能受热 所以烙铁不能直接接触而应在焊盘上加热 避免发生破损 裂纹 铜箔 PCB PCB PCB 直接接触引脚时热气传到对面使受热不均 造成电极部均裂 裂纹 热移动 裂纹 力移动 力移动时 锡量少的部位被锡量多的部位拉动产生裂纹 良好的焊锡 PCB PCB PCB 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 铜箔 36 焊接技术 薄片类器件焊接方法 IC类器件有连续的端子 焊接时是烙铁头拉动焊锡 IC种类 SOP QFP 由于焊锡间距太小 所以要使用拉动焊锡的方法进行焊接 1阶段 IC焊接开始时要对角线定位 IC不加焊锡定位点不可以焊接 不然会偏位 2阶段 拉动焊锡烙铁头是刀尖形 必要时加少量FIUX 注意 要注意周围有碰撞的部位 加焊锡 拉动焊锡 烙铁头拉力 IC端子拉力时IC端子与烙头拉力的结果是SHORT发生 烙铁头拉动方向 IC端子拉力 烙头拉力时就不会发生SHORT有其他引脚时要 L 性取回 虚拟端子 DummyLand 在最合适位置假想一个虚拟的端子就不容易发生SHORT现象 37 焊接技术 IC 类器件焊锡方法 加热对焊接的影响 38 焊接技术 加热对焊接的影响 39 焊接技术 焊接动作对焊接的影响 40 焊接技术 烙铁取出的方向对焊接的影响 41 焊接技术 例 锡桥的修正技巧 一 42 焊接技术 例 锡桥的修正技巧 二 43 焊接技术 例 小电容 CHIP 的焊接技巧 44 焊接技术 焊锡点的标准 45 锡点标准及检查要点 双面焊板检查基准 46 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 47 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 48 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 49 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 图一 50 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 焊插件元件的焊锡量 图二 51 锡点标准及检查要点 检查 正确位置 双面板的焊锡贯穿状况 图三 元件 元件 52 锡点标准及检查要点 检查 焊锡的表面 53 锡点标准及检查要点 不良事例 1 54 锡点标准及检查要点 不良事例 2 55 锡点标准及检查要点 导线的焊接缺陷 a 芯线过长 b 焊料浸过导线外皮 c 外皮烧焦 d 线外露 e 芯线散开 56 锡点标准及检查要点 单面焊板中的情况 57 锡点标准及检查要点 双面焊板中的情况 58 锡点标准及检查要点 未有零件 空 多件 59 焊件外观检查标准 W d d 1 2w 0 15mm 0 15mm 60 焊件外观检查标准 0 3mm 0 3mm 61 焊件外观检查标准 62 焊件外观检查标准 63 焊件外观检查标准 烙铁头不清洗就使用 锡丝放到烙铁头前面 锡丝直接接触烙铁头 FIUX扩散 烙铁头上有余锡 诱发焊锡不良 刮动烙铁头 铜箔断线Short 烙铁头连续不断的取 放 受热不均 64 错误的焊锡方法 烙铁功率越小越不会烫坏元器件如果用小功率烙铁焊接大功率器件 例如 大功率三极管 时 因为烙铁较小 它同元件接触后很快供不上足够的热 因焊点达不到焊接温度而不得不延长烙铁停留时间 这样热量将传到整个器件 可能已损害管芯同时焊接停留时间过长会损害元器件 导体或电路板 相反 用较大功率的烙铁则很快可以使焊点局部达到焊接温度而不会使整个元件承受长时间高温 而不易损坏元器件 烙铁温度越高越好有些受过训练的焊接技工认为如果焊点的温度不能很快地升高到需要的温度 他们一定要提高焊头的温度的问题 以做补偿 这也是错的 这样做会使焊口局部过热 焊盘升高 焊锡温度过高 损伤电路板 正确的方法是 选择一种接触面更大的焊头 而不能因为焊头的接触面过小就提高焊接温度 65 常见的焊锡错误观点 助焊剂越多越好助焊剂多并不意味好焊接效果就好 很多人常把助焊剂当成解决问题的根本方法 这些问题可能是设计不良 可焊性不良 焊剂型号不对 工具不好 或技术不佳 焊接中焊剂使用过多会造成长期的可靠性问题 比如腐蚀 阻抗变低 腐蚀会将金属腐蚀掉 这是由于焊剂的酸性物质 或焊剂残留物中的副产品造成的 阻抗变低则是焊剂残留物时间变长或潮湿会长出细细的毛丝造成短路 66 常见的焊锡错误观点 PC板焊锡中易产生之不良现象及相应解决方法 67 焊接不良原因及解决对策 68 焊接不良原因及解决对策 例 锡珠的发生原因 69 焊接不良原因及解决对策 70 焊接不良原因及解决对策 焊锡渣的危害 焊锡渣的存在危害相当大 一旦掉入电器基板内部易引起短路 烧毁电路基板 掉入齿轮之间 引起作动不良等 其危害相当大 焊锡渣的防范措施 焊接后因烙铁头上沾有旧焊锡 在高温下氧化 变成废渣 当在清洁海绵上擦去烙铁上锡渣时就容易反弹飞溅掉落台面 用力越大越易反弹 海绵越厚也易反弹 焊接时因松香中含有水分 遇高温时易爆裂飞溅焊接时因焊锡和松香的热膨胀系数不同 松香遇高温急速膨胀引起爆裂而使焊锡与松香飞溅焊接时 因烙铁移开焊接部件太快 或角度不对 易引起焊锡飞溅 锡渣产生飞溅原因 71 焊接不良原因及解决对策 不要采用太厚的海棉 以免锡渣反弹 清洁烙铁头的残渣时不要用力 轻轻擦净 以正常速度 严格按焊锡的操作步骤作业 避免产生锡渣锡珠 按45 角撤离焊接工具 对已经产生的焊锡渣应及时清理到锡渣盒里 不能乱丢乱扔到拉线或产品里 养成良好的习惯 勤清洁台面锡渣 锡渣飞溅防范对策 72 烙铁保养 高温使用时 不能令烙铁与硬物碰撞或震动 以免损坏发热丝使用完烙铁后 应正确摆放好烙铁架上 免汤坏其它物品及发生触电危险 烙铁高温使用时 不能汤碰塑料类 免得烙铁嘴不上锡和放出有害气味 烙铁停止使用关掉电源前 应在烙铁嘴上加锡保养 以烙铁嘴防氧化用完烙铁或下班后 切记关掉烙铁电源 免长时间过热而烧坏和浪费电 保养注意事项 烙铁头加锡保养的步骤 73 电源Off 电源Off 焊接作业结束后烙铁头必须均匀留有余锡这样锡会承担一部分热并且保证烙铁头不被空气氧化对延长烙铁寿命有好处 不留余锡而把电源关掉时 温度慢慢下降 会发生热氧化减少烙铁寿命 烙铁保养 拆焊 解焊 拆焊是指把元器件从原来已经焊接的安装位置上拆卸下来当焊接出现错误 器件损坏或更换器件 进行调试维修电子产品时 就要进行重新焊接 拆焊过程 74 拆焊 解焊 拆焊工具 普通电烙铁 镊子 吸锡器 吸锡电烙铁等 吸锡材料 屏蔽线编织层 细铜网等 拆焊方法 分点拆焊法 集中拆焊法 断线拆焊法 拆焊工具和材料 75 烘枪立体图 手柄 加热系统 控制系统 风量调节 温度调节 开关 76 自动焊接技术 目前常用的自动焊接技术包括 浸焊波峰焊接技术再流焊技术表面安装技术 SMT 77 浸焊是指 将插装好元器件的印制电路板浸入有熔融状焊料的锡锅内 一次完成印制电路板上所有焊点的自动焊接过程 浸焊 操作简单 无漏焊现象 生产效率高 但容易造成虚焊等缺陷 需要补焊修正焊点 焊槽温度掌握不当时 会导致印制板起翘 变形 元器件损坏 浸焊的特点 浸焊 78 1 插装元器件 2 喷涂焊剂 3 浸焊 4 冷却剪脚 5 检查修补 浸焊 浸焊的工艺流程 79 好的焊点才会有好的品质好的焊点才会有好的可靠度 正确的焊接方法能够提高效率还可防止空气污染增进品质 延长焊接工具使用寿命降低成本 80 制造 品质是 出来的 检验 品质不是 出来的 81 82