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1、第5章 电子产品焊接工艺,学习要点1.了解焊接的概念、常见类型、锡焊的基本过程及基本条件;2.学习手工焊接技术,掌握手工焊接的工艺要求;3.学习自动焊接技术、无铅焊接技术;4.了解接触焊接的常见类型、特点及使用场合。,一、焊接的分类和焊锡原理二、手工焊接的基本技能三、焊点检验及焊接质量判断四、拆焊五、SMT元器件的手工焊接与返修六、电子工业生产中的自动焊接方法,焊接是使金属连接的一种方法,是将导线、元器件引脚与印制电路板连接在一起的过程。焊接过程要满足机械连接和电气连接两个目的,其中,机械连接是起固定作用,而电气连接是起电气导通的作用。,5.1 焊接的分类和焊锡原理,焊接概念,焊接的分类,现代
2、焊接技术主要以下三类:1加压焊(加热或不加热)常见的有冷压焊、储能焊、接触焊等。2熔焊 常见的有电弧焊、激光焊、等离子焊及气焊等。3钎焊 常见的有锡焊、火焰钎焊、真空钎焊等。在电子产品的生产中,大量采用锡焊技术进行焊接。,电子产品焊接工艺的目的与特征,在电子产品制造过程中,使用最普遍、最有代表性的是锡焊方法。锡焊是将焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热到锡焊温度,在焊件不熔化的情况下,焊料熔化并浸润焊接面,依靠二者原子的扩散形成焊件的连接。,锡焊的机理可分为下列三个阶段:1润湿阶段 2扩散阶段 3焊点的形成阶段,1.合金层的生成 焊接的物理基础是“浸润”,浸润也叫“润湿”。液体在与固体的接触面上摊
3、开,充分铺展接触,就叫做浸润。,2.锡焊原理,锡焊的过程,就是通过加热,让铅锡焊料在焊接面上熔化、流动、浸润,使铅锡原子渗透到铜母材(导线、焊盘)的表面内,并在两者的接触面上形成Cu6-Sn5的脆性合金层。,2.浸润与浸润角 在焊接过程中,焊料和母材接触所形成的夹角叫做浸润角。,浸润角90O时,才能形成良好的焊点,不浸润焊点,3.锡焊的条件 焊件必须具有良好的可焊性 可焊性是指在适当温度下,被焊金属材料与焊锡能形成良好结合的合金的性能。不是所有的金属都具有好的可焊性,有些金属如铬、钼、钨等的可焊性就非常差;有些金属的可焊性又比较好,如紫铜、黄铜等。在焊接时,由于高温使金属表面产生氧化膜,影响材
4、料的可焊性。为了提高可焊性,可以采用表面镀锡、镀银等措施来防止材料表面的氧化。,焊件表面必须保持清洁 即使是可焊性良好的焊件,由于储存或被污染,都可能在焊件表面产生对浸润有害的氧化膜和油污。在焊接前务必把污膜清除干净,否则无法保证焊接质量。金属表面轻度的氧化层可以通过焊剂作用来清除,氧化程度严重的金属表面,则应采用机械或化学方法清除,例如进行刮除或酸洗等。,要使用合适的助焊剂 助焊剂的作用是辅助热传导、去除氧化物、降低表面张力、防止再氧化。通常采用以松香为主的助焊剂。一般是用酒精将松香溶解成松香水使用。,松香,免清洗助焊剂,焊件要加热到适当的温度 焊接温度过低,极易形成虚焊;焊接温度过高,会加
5、速焊剂分解和挥发速度,使焊料品质下降,严重时还会导致印制电路板上的焊盘脱落。合适的焊接时间 当焊接温度确定后,就应根据被焊件的形状、性质、特点等来确定合适的焊接时间。焊接时间过长,易损坏元器件或焊接部位;过短,则达不到焊接要求。一般23s,不超过5s。,(6)焊接前的准备镀锡为了提高焊接的质量和速度,避免虚焊等缺陷,应该在装配以前对焊接表面进行可焊性处理镀锡。在电子元器件的待焊面(引线或其它需要焊接的地方)镀上焊锡,是焊接之前一道十分重要的工序,尤其是对于一些可焊性差的元器件,镀锡更是至关紧要的。专业电子生产厂家都备有专门的设备进行可焊性处理。,5.2 手工烙铁焊接的基本技能,手工焊接是电子产
6、品装配中的一项基本操作技能。手工焊接适合于产品试制、电子产品的小批量生产、电子产品的调试与维修以及某些不适合自动焊接的场合。,1.焊接操作的正确姿势 掌握正确的操作姿势,可以保证操作者的身心健康,减轻劳动伤害。一般情况下,烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm,通常以30cm为宜。,1.焊接操作准备知识,电烙铁的三种握法:,反握法的动作稳定,适于大功率烙铁的操作;正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作;一般在操作台上焊接印制板等焊件时,多采用握笔法。,1.手工焊接操作的基本步骤 五步操作法,第一步 第二步 第三步 第四步 第五步,准备焊接,加热部件,送入焊丝,移开焊丝,移开烙铁,2.手工焊接操作
7、,步骤一:准备施焊左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物,并在表面镀有一层焊锡。步骤二:加热焊件烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约为12秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。导线与接线柱或元器件引线与焊盘要同时均匀受热。,步骤三:送入焊丝焊件的焊接面被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意:不要把焊锡丝送到烙铁头上!步骤四:移开焊丝当焊丝熔化一定量后,立即向左上45方向移开焊丝。步骤五:移开烙铁焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后,向右上45方向移开烙铁,结束焊接。从第三步开始到第五步结束,时间大约也是
8、12s。,对于热容量小的焊件,例如印制板上较细导线的连接,可以简化为三步操作。准备:同以上步骤一;加热与送丝:烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。去丝移烙铁:焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后,立即拿开焊丝并移开烙铁,并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。,三步操作法,第一步 第二步 第三步,准备焊接,加热、送焊锡丝同时进行,焊锡丝、烙铁同时移开,焊接注意事项,(1)焊接温度与加热时间 一般来说,焊锡是由锡(熔点232)和铅(熔点327)组成的合金。其中由锡63和铅37组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡熔点是183。焊接作业时温度的设定非常重要。焊接作业最适合的温度是使焊接点的焊锡温度在焊
9、锡熔点加50度。烙铁头的设定温度,由于焊接部分的大小,电烙铁的功率和性能,焊锡的种类和型号的不同,在上述温度的基础上还要增加100度为宜。,:焊接以下元件时温度设定为250270或25020;a:1206以下所有SMT电阻、电容、电感元件的拆除与焊接.b:所有阻排、排感、排容元件的拆除与焊接。c:面积在5*5mm(含pin长)以下并且少于8 Pin 的SMD拆除与焊接,:焊接除去以上规定的元件时温度设定为350370或35020注:烙铁温度设定应视具体情况而定,原则上是以满足焊接要求的最低温度为宜。加热时间视焊件的热容量和烙铁的功率而定。,过量受热产生的影响,过量的加热,除有可能造成元器件损坏
10、以外,还有如下危害和外部特征:,光洁度差,如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热,将使助焊剂全部挥发,造成熔态焊锡过热,降低浸润性能;当烙铁离开时容易拉出锡尖,同时焊点表面发白,出现粗糙颗粒,失去光泽。,高温造成所加松香助焊剂的分解炭化。松香一般在210开始分解,不仅失去助焊剂的作用,而且在焊点内形成炭渣而成为夹渣缺陷。如果在焊接过程中发现松香发黑,肯定是加热时间过长所致。过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层,导致铜箔焊盘的剥落。,(2)手工焊接要领,1保持烙铁头的清洁 焊接时,烙铁头长期处于高温状态,又接触助焊剂等弱酸性物质,其表面很容易氧化腐蚀并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层,
11、妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导。因此,要注意用一块湿布或湿的木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。对于普通烙铁头,在腐蚀污染严重时可以使用锉刀修去表面氧化层。对于长寿命烙铁头,就绝对不能使用这种方法了。,2采用正确的加热方式加热时,应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热,而不是仅仅加热焊件的一部分,更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法,以免造成损坏或不易觉察的隐患。,选择正确的加热方式(靠增加接触面积来加快传热)选择合适的烙铁头:,过小,合适,过大,3焊料、焊剂的用量要适中 在非流水线作业中,焊接的焊点形状是多种多样的,不大可能不断更换烙铁头。要提高加热的效率,需要有进行热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥,就
12、是靠烙铁头上保留少量焊锡,作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。由于金属熔液的导热效率远远高于空气,使焊件很快就被加热到焊接温度。应该注意,作为焊锡桥的锡量不可保留过多。如果焊锡过多,不仅因为长时间存留在烙铁头上的焊料处于过热状态,实际已经降低了质量,还可能造成焊点之间误连短路。,不适宜使用助焊剂焊接的元件:高灵敏度元件:对微电流、电压敏感元件。易被腐蚀元件:助焊剂腐蚀元件。非密封性元件:助焊剂可能渗透到元件内部,破坏元件特性。连接器类元件:助焊剂渗到触点造成导电性能不良。,4烙铁撤离方法的选择,正确,正确,5焊点的凝固过程切勿使焊件移动或受到振动,特别是用镊子夹住焊件时,一定要等焊锡凝固后再
13、移走镊子,否则极易造成焊点结构疏松或虚焊。6焊点的清洗7.不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具(不能先把焊锡融化在烙铁头上,然后再送到焊接面上。烙铁尖的温度一般在350度以上,这样做,会导致助焊剂分解失效,降低焊接质量),(1)有机注塑元件的焊接 有机材料包括有机玻璃、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂等,不能承受高温,焊接时如不注意控制加热时间,极容易造成有机材料的热塑性变形,导致零件失效或降低性能,造成故障隐患。,3.手工焊接技巧,钮子开关焊接技术不当示意图:,图(a)为施焊时侧向加力,造成接线片变形,导致开关不通。,图(b)为焊接时垂直施力,使接线片1垂直位移,造成闭合时接线片2不能导通。,图(c)
14、为焊接时加焊剂过多,沿接线片浸润到接点上,造成接点绝缘或接触电阻过大。,图(d)为镀锡时间过长,造成开关下部塑壳软化,接线片因自重移位,簧片无法接通。,1.焊前处理,在元件预处理时清理好焊接点,一次镀锡成功,特别是元件放在锡锅中浸镀时,更要掌握好浸入深度及时间。2.焊接时,选择尖一些的烙铁头,以便在焊接时不碰到相邻的接点。3.非必要时,尽量不使用或少用助焊剂,防止助焊剂浸入机电元件的触点。4.烙铁头在任何方向上都不要对接线片施加压力,避免接线片变形。5.在保证润湿的情况下,焊接时间越短越好。,正确的焊接方法,(2)焊接簧片类元件的要领 这类元件如继电器、波段开关等。簧片类元件的焊接要领是:可焊
15、性预处理;加热时间要短;不可对焊点任何方向加力;焊锡用量宜少而不宜多。,(3)MOSFET及集成电路的焊接 焊接这类器件时应该注意:引线如果采用镀金处理或已经镀锡的,可以直接焊接。对于CMOS电路,如果事先已将各引线短路,焊前不要拿掉短路线,对使用的电烙铁,最好采用防静电措施。,在保证浸润的前提下,尽可能缩短焊接时间,一般不要超过2秒钟。注意保证电烙铁良好接地。使用低熔点的焊料,熔点一般不要高于180。工作台上如果铺有橡胶、塑料等易于积累静电的材料,则器件及印制板等不宜放在台面上,以免静电损伤。,使用电烙铁,内热式的功率不超过20W,外热式的功率不超过30W,且烙铁头应该尖一些,防止焊接一个端
16、点时碰到相邻端点。集成电路若不使用插座直接焊到印制板上,安全焊接的顺序是:地端输出端电源端输入端。,(4)导线连接方式 导线同接线端子、导线同导线之间的连接有三种基本形式:绕焊,导线和端子的绕焊,导线与导线的绕焊,导线与导线的连接以绕焊为主,操作步骤如下:a.去掉导线端部一定长度的绝缘皮;b.导线端头镀锡,并穿上合适的热缩套管;c.两条导线绞合,焊接;d.趁热把套管推倒接头焊点上,用热风或用电烙铁烘烤热缩套管,套管冷却后应该固定并紧裹在接头上。,钩焊,将导线弯成钩形钩在接线端子上,用钳子夹紧后再焊接,如左图所示。其端子的处理方法与绕焊相同。这种方法的强度低于绕焊,但操作简便。,搭焊,这种连接最
17、方便,但强度及可靠性最差。把经过镀锡的导线搭到接线端子上进行焊接,仅用于在临时连接或不便于缠、钩的地方已经某些接插件上。,(5)杯形焊件焊接法 这类接点多见于接线柱和接插件,一般尺寸较大,如果焊接时间不足,容易造成“冷焊”。,(6)平板件和导线的焊接,5.3 焊点检验及焊接质量判断,焊点的质量要求,1电气接触良好 良好的焊点应该具有可靠的电气连接性能,不允许出现虚焊、桥接等现象。2机械强度可靠 保证使用过程中,不会因正常的振动而导致焊点脱落。3外形美观 一个良好的焊点应该是明亮、清洁、平滑,焊锡量适中并呈裙状拉开,焊锡与被焊件之间没有明显的分界,这样的焊点才是合格、美观的。,(a)插焊(b)弯
18、焊(c)绕焊(d)搭焊 焊点的连接形式,典型焊点的形成及其外观 对焊点的质量要求,包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。,THT焊点的形成,典型THT焊点的外观,典型THT焊点的外观,典型SMT焊点的外观,典型SMT焊点的外观:有末端重叠部分,焊点的检查步骤,焊点的检查通常采用目视检查、手触检查和通电检查的方法。1目视检查 是指从外观上检查焊接质量是否合格,焊点是否有缺陷。目视检查的主要内容有:是否有漏焊;焊点的光泽好不好,焊料足不足;是否有桥接、拉尖现象;焊点有没有裂纹;焊盘是否有起翘或脱落情况;焊点周围是否有残留的焊剂;导线是否有部分或全部断线、外皮烧焦、露出芯线的现象。,2手触检
19、查 手触检查主要是用手指触摸元器件,看元器件的焊点有无松动、焊接不牢的现象。用镊子夹住元器件引线轻轻拉动,有无松动现象。,3通电检查 通电检查必须在目视检查和手触检查无错误的情况之后进行,这是检验电路性能的关键步骤。,焊点的常见缺陷及原因分析,焊点的常见缺陷有虚焊、拉尖、桥接、球焊、印制电路板铜箔起翘、焊盘脱落、导线焊接不当等。造成焊点缺陷的原因很多,在材料(焊料与焊剂)和工具(烙铁、夹具)一定的情况下,采用什么样的焊接方法,以及操作者是否有责任心就起决定性的因素了。,焊点的常见缺陷及原因分析,1虚焊(假焊)指焊接时焊点内部没有形成金属合金的现象。造成虚焊的主要原因是:焊接面氧化或有杂质,焊锡
20、质量差,焊剂性能不好或用量不当,焊接温度掌握不当,焊接结束但焊锡尚未凝固时焊接元件移动等。虚焊造成的后果:信号时有时无,噪声增加,电路工作不正常等“软故障”。,2拉尖拉尖是指焊点表面有尖角、毛刺的现象。造成拉尖的主要原因是:烙铁头离开焊点的方向不对、电烙铁离开焊点太慢、焊料质量不好、焊料中杂质太多、焊接时的温度过低等。拉尖造成的后果:外观不佳、易造成桥接现象;对于高压电路,有时会出现尖端放电的现象。,3桥接桥接是指焊锡将电路之间不应连接的地方误焊接起来的现象。造成桥接的主要原因是:焊锡用量过多、电烙铁使用不当、导线端头处理不好、自动焊接时焊料槽的温度过高或过低等。桥接造成的后果:导致产品出现电
21、气短路、有可能使相关电路的元器件损坏。,4球焊是指焊点形状象球形、与印制板只有少量连接的现象。球焊的主要原因:印制板面有氧化物或杂质造成的。球焊造成的后果:由于被焊部件只有少量连接,因而其机械强度差,略微振动就会使连接点脱落,造成虚焊或断路故障。,5印制板铜箔起翘、焊盘脱落主要原因:焊接时间过长、温度过高、反复焊接造成的;或在拆焊时,焊料没有完全熔化就拔取元器件造成的。后果:使电路出现断路、或元器件无法安装的情况,甚至整个印制板损坏。,印制电路板上各种焊点缺陷,详见P188,6导线焊接不当,芯线过长(b)焊料浸过导线外皮(c)外皮烧焦(d)甩线(e)芯线散开,SMT焊接的焊点缺陷:,形成原因多
22、为:焊接点氧化、焊接温度过低、助焊剂过度蒸发。,SMT焊接的焊点缺陷:,焊锡接触元件体,SMT焊接的焊点缺陷:,无末端重叠部分,其他焊接缺陷:,侧装,竖件(立碑),锡球,光洁度差,泼溅,锡桥,裂缝,金属镀层脱落,元件本体破损,4.焊点质量的检查:,通电检查,测试工装,正在检查中。,正在检查中,5.4 拆 焊,1.拆焊要点2.拆焊常用的方法,1.拆焊要点 烙铁头加热被拆焊点,焊料熔化后,要及时按垂直印制电路板的方向拔出元器件的引线。不管元器件的安装位置如何,是否容易取出,都不能强拉或扭转元器件。在插装新的元器件之前,必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净。否则,在插装新元器件引线时,将造成印制电路板的
23、焊盘翘起。,2.拆焊的常用方法(1)采用拆焊专用工具,镊子形烙铁,用镊子形烙铁法拆SMT IC:,操作步骤:1).涂助焊剂于欲拆除元件两边终端。2).用湿海绵清洁镊烙铁头的残渣。3).于烙铁头的底部及内侧边缘上锡。(如图1),4).置放烙铁头跨过元件,压紧手柄,烙铁头接触所有焊接点的脚。(如图2),5).确认两端的接合点完全熔锡后,提起元件离开板面。(如图3),Four-sided IC拆除(四边加热法)设备:焊接系统(烙铁),用于移除芯片的烙铁头,助焊剂,清洁剂(刷子)。,操作步骤 1).清除拆除元件周围的覆盖物、氧化物、助焊剂残余物.2).安装方形烙铁头插入手柄。3).加热烙铁至315,并
24、根据需要调到合适的温度。4).在方形烙铁头内部四周与元件接触的部位上锡。(如图1),图1,5).涂助焊剂于欲拆除元件所有pin脚。(如图2)6).用方形烙铁头罩住元件正上方并接触所有Pin脚。(如图3),8).在海绵上用擦除的方式立即除去元件。9).將烙铁头再上锡。10).清洁焊垫准备安装更换新元件。,7).确定所有pin的焊锡熔化后,將元件轻微的向一边移动或转动,并垂直提起。(如图4),热风熔锡法:注:此方法考虑到热风对周边元件的伤害及控制难度较大,除特殊情况不建议使用。设备:热风枪,热风枪喷嘴,镊子,助焊剂,清洁剂(刷子),操作步骤:1).移除表面的复盖物并清洁工作区的污染物.氧化物或残余
25、物.2).调节热空气的输出压力及温度(以热空气能烧焦约0.5厘米远的棉纸为使用标准)(见图1),3).在元件的端部加助焊剂.4).把热风头放置在元件上方约0.5厘米处加热,注意观察直到焊锡融化.(见图2),5).从母板上提起元件(见图3);6).在耐热的坚硬物体表面上放下元件;7).清理焊盘.,(2)采用吸锡泵、吸锡烙铁或吸锡器,用吸锡器拆焊,(3)用吸锡材料 可用作吸锡材料的有屏蔽线编织层、细铜网以及多股铜导线等。方法:将吸锡材料浸上松香水贴到待焊点上,用烙铁头加热吸锡材料,通过吸锡材料 将热传到焊点上熔化焊锡。,清除焊盘插线孔内的焊料 方法:用合适的缝衣针或钢丝,从印制电路板的非焊盘面插入
26、孔内,然后用电烙铁对准焊盘插线孔加热,待焊料熔化时,缝衣针便从中穿出,从而清除了孔内焊料。,在可能需要多次拆换元器件的情况下,可以采用下图所示的断线法。,5.6 电子工业生产中的焊接方法,1.浸焊2.波峰焊3.再流焊,THT工艺常用的自动焊接设备有浸焊机、波峰焊机以及清洗设备、助焊剂自动涂敷设备等其它辅助装置,SMT工艺采用的典型焊接设备是再流焊设备以及锡膏印刷机、贴片机等组成的焊接流水线。,一般自动焊接工艺流程,元器件安装:人工插件,自动插件,浸焊,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。,手动浸焊(Dip soldering
27、),自动浸焊,浸焊设备的工作原理是让插好元器件的印制电路板水平接触熔融的铅锡焊料,使整块电路板上的全部元器件同时完成焊接。印制板上的导线被阻焊层阻隔,不需要焊接的焊点和部位,要用特制的阻焊膜(或胶布)贴住,防止焊锡不必要的堆积。浸焊机种类:普通浸焊机 超声波浸焊机,浸焊的工艺流程(1)插装元器件(2)喷涂焊剂(3)浸焊(4)冷却剪脚(5)检查修补,浸焊的特点 生产效率较高,操作简单,适应批量生产,可消除漏焊现象。但浸焊的焊接质量不高,需要补焊修正;焊槽温度掌握不当时,会导致印制板起翘、变形,元器件损坏;多次浸焊后,会造成虚焊、桥接、拉尖等焊接缺陷。,波峰焊接(Wave Soldering),波
28、峰焊接是指:将插装好元器件的印制电路板与融化焊料的波峰接触,一次完成印制板上所有焊点的焊接过程。,波峰焊设备,波峰焊机焊锡槽示意图,一般波峰焊机的内部结构示意图,波峰焊接设备,波峰焊接的工艺流程 波峰焊接的工艺流程包括:焊前准备、元器件插装、喷涂焊剂、预热、波峰焊接、冷却及清洗等过程。,焊前准备 元器件插装 喷涂焊剂 预热 波峰焊接 冷却 清洗,波峰焊的特点 波峰焊的生产效率高,焊点质量高,不易产生“夹渣”虚焊现象,最适应单面印制电路板的大批量地焊接,并且,焊接的温度、时间、焊料及焊剂的用量等,在波峰焊接中均能得到较完善的控制。但波峰焊容易造成焊点桥接的现象,需要补焊修正。,波峰焊工艺材料的调
29、整:焊料 波峰焊一般采用Sn63/Pb37的共晶焊料,熔点为183。Sn的含量应该保持在61.5%以上,并且Sn/Pb两者的含量比例误差不得超过1%。主要金属杂质的最大含量范围见下表,助焊剂 波峰焊使用的助焊剂,要求表面张力小,扩展率85%;粘度小于熔融焊料,容易被置换;一般助焊剂的比重在0.820.84g/ml,可以用相应的溶剂来稀释调整,焊接后容易清洗。假如采用免清洗助焊剂,要求比重11011。,一般助焊剂,免清洗助焊剂,焊料添加剂 防氧化剂:可以减少高温焊接时焊料的氧化,不仅可以节约焊料,还能提高焊接质量。,几种波峰焊机 一般的波峰焊机焊接SMT电路板时存在以下问题:气泡遮蔽效应。阴影效
30、应,斜坡式波峰焊机特点:增加了电路板焊接面与焊锡波峰接触的长度;有利于焊点内的助焊剂挥发,避免形成夹气焊点,还能让多余的焊锡流下来。,高波峰焊机 适用于THT元器件“长脚插焊”工艺,一般,在高波峰焊机的后面配置剪腿机,用来剪短元器件的引脚。,双波峰焊机 特别适合焊接那些THTSMT混合元器件的电路板。最常见的波型组合是“紊乱波”“宽平波”,“紊乱波”“宽平波”,选择性波峰焊设备 工作原理是:为保护承受高温的能力较差的SMD-集成电路,在由电路板设计文件转换的程序控制下,小型波峰焊锡槽和喷嘴移动到电路板需要补焊的位置,顺序、定量喷涂助焊剂并喷涌焊料波峰,进行局部焊接。,波峰焊的温度曲线及工艺参数
31、控制 理想的双波峰焊的焊接温度曲线如下图所示:,第一波峰一般调整为235240/1s左右;第二波峰一般设置在240260/3s左右。,不同印制电路板在波峰焊时的预热温度,再流焊(Re-flow Soldering),再流焊(回流焊)技术是将焊料加工成一定颗粒,并拌以适当的液态粘合剂,使之成为具有一定流动性的糊状焊膏,用它把将贴片元器件粘在印制电路板上,然后通过加热使焊膏中的焊料熔化而再次流动,达到将元器件焊接到印制电路板上的目的。再流焊主要用于贴片元器件的焊接。,再流焊技术的工艺流程(1)焊前准备(2)点膏并贴装(印刷)SMT元器件(3)加热、再流(4)冷却(5)测试(6)修复、整形(7)清洗
32、、烘干,再流焊应用于各类表面安装元器件(SMD)的焊接。焊料是焊锡膏。,贴片:贴放SMD,焊锡膏将元器件粘在PCB板上,刮锡膏:在印制电路板的焊接部位施放适量和适当形式的焊锡膏,再流焊:外部热源加热,使焊料熔化而再次流动浸润,将元器件焊接到印制板上。,再流焊工艺的特点与要求:元件不直接浸渍在熔融的焊料中,所以元件受到的热冲击小 能在前导工序里控制焊料的施加量,减少了虚焊、桥接等焊接缺陷,所以焊接质量好,可靠性高。假如贴片元件位置时有一些偏差,当焊盘浸润时,由于熔融焊料表面张力的作用,产生自定位效应(self-alignment),能够自动校正偏差。,再流焊的焊料是能够保证正确组分的焊锡膏,一般
33、不会混入杂质。可以采用局部加热的热源,因此能在同一基板上采用不同的焊接方法进行焊接。工艺简单,返修的工作量很小。,再流焊技术中,焊料只是一次性使用,不存在再次利用的情况;因而焊料很纯净,没有杂质,保证了焊点的质量。,再流焊的工艺要求:要设置合理的温度曲线。,SMT电路板在设计时就要确定焊接方向,应当按照设计方向进行焊接。在焊接过程中,要严格防止传送带震动。必须对第一块印制电路板的焊接效果进行判断,适当调整焊接温度曲线。,再流焊炉的结构和主要加热方法 再流焊炉主要由炉体、上下加热源、PCB传送装置、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温度控制装置以及计算机控制系统组成。按热量传导分类:主要有辐射和
34、对流两种方式;按照加热区域分类:整体加热和局部加热。整体加热方法:红外线加热法、气相加热法、热风加热法、热板加热法;局部加热的方法:激光加热法、红外线聚焦加热法、热气流加热法、光束加热法。,再流焊主要加热方法的优缺点,再流焊设备的主要技术指标 温度控制精度(指传感器灵敏度):应该达到0.10.2;传输带横向温差:要求5以下;温度曲线调试功能:如果设备无此装置,要外购温度曲线采集器;最高加热温度:一般为300350,如果考虑温度更高的无铅焊接或金属基板焊接,应该选择350以上;,加热区数量和长度:加热区数量越多、长度越长,越容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产,选择45个温区,加热长度1.8
35、m左右的设备,即能满足要求。传送带宽度:根据最大和最宽的PCB尺寸确定。,接触焊接,压接 绕接 穿刺 螺纹连接,压接,压接是使用专用工具,在常温下对导线和接线端子施加足够的压力,使两个金属导体(导线和接线端子)产生塑性变形,从而达到可靠电气连接的方法。适用于导线的连接。,1.压接的特点(1)工艺简单,操作方便,不受场合、人员的限制。(2)连接点的接触面积大,使用寿命长。(3)耐高温和低温,适合各种场合,且维修方便。(4)成本低,无污染,无公害。(5)缺点:压接点的接触电阻大,因而压接处的电气损耗大。,2 压接工具的种类(1)手动压接工具(2)气动式压接工具(3)电动压接工具(4)自动压接工具,
36、(a)手动压接钳外形图(b)导线与压接端子压接图,绕接,绕接是用绕接器,将一定长度的单股芯线高速地绕到带棱角的接线柱上,形成牢固的电气连接。,1.绕接的机理 绕接属于压力连接。绕接时,导线以一定的压力同接线柱的棱边相互摩擦挤压,使两个金属接触面的氧化层被破坏,金属间的温度升高,从而使金属导线和接线柱之间紧密的结合,形成连接的合金层。绕接点要求导线紧密排列,不得有重绕、断绕的现象。绕接通常用于接线柱子和导线的连接。,2.绕接的特点(1)接触电阻小。(2)抗震能力比锡焊强,工作寿命长,达40年之久。(3)可靠性高,不存在虚焊及焊剂腐蚀的问题。(4)绕接无需加温,因而不会产生热损伤。(5)操作简单,
37、对操作者的技能要求低。(6)对接线柱有特殊要求,且走线方向受到限制。(7)多股线不能绕接,单股线又容易折断。,穿刺,穿刺是将需要连接的扁平线缆和接插件置于穿刺机的上、下工装模块之中施行穿刺进行连接的方式。穿刺焊接工艺适合于以聚氯乙稀为绝缘层的扁平线缆和接插件之间的连接。,穿刺焊接的特点:1节省材料。无需焊料、焊剂和其它辅助材料,可大大节省材料。2不需加热焊接,因而不会产生热损伤。3操作简单,质量可靠。4工作效率高。约为锡焊的35倍。,螺纹连接,螺纹连接是指:用螺栓、螺钉、螺母等紧固件,把电子设备中的各种零、部件或元器件连接起来的工艺技术。常用在电子设备的装配中。螺纹连接的工具包括:不同型号、不
38、同大小的螺丝刀、扳手及钳子等。,1.常用紧固件的类型及用途,(a)一字槽圆柱螺钉(b)十字槽平圆头螺钉(c)一字槽沉头螺钉(d)十字槽平圆头自攻螺钉(e)锥端紧定螺钉(f)六角螺母(g)弹簧垫圈,2.螺纹连接方式(1)螺栓连接:用于连接两个或两个以上的被接插件。这种方式需要螺栓与螺母配合使用,才能起到连接作用。(2)螺钉连接:这种连接方式必须先在被接插件之一上制出萝纹孔,然后再行连接。一般用于无法放置螺母的场合。,(3)双头螺栓连接:这种连接方式主要用于厚板零部件的连接,或用于需要经常拆卸、螺纹孔易损坏的连接场合。(4)紧定螺钉连接:这种连接方式主要用于各种旋钮和轴柄的固定。,3.螺钉的紧固顺序 紧固(拆卸)顺序应遵循以下原则:交叉对称,分步拧紧(拆卸)。,4.螺纹连接的特点连接可靠,装拆、调节方便,但在振动或冲击严重的情况下,螺纹容易松动,在安装薄板或易损件时容易产生形变或压裂。,