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《电路焊接技术》江西农业大学南昌商学院江西农业大学南昌商学院 计算机系计算机系 20132013年年2 2月月第一章 锡焊一、焊接的分类焊接一般分为熔焊、压焊、钎焊三大类熔焊是指在焊接过程中，焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，如电弧焊、气焊、激光焊、等离子焊等压焊是指在焊接过程中，必须对焊件加压力（加热或不加热）完成焊接的方法，如超声波焊、高频焊、电阻焊、脉冲焊、摩擦焊等一、焊接的分类钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作焊料， 将焊件和焊料加热到高于焊料熔点，但低于母材熔 点的温度，利用液态焊料润湿母材，填充接头间隙 ，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法钎焊按照使用焊料的不同，可分为硬钎焊和软 钎焊两种焊料熔点大于450℃为硬钎焊，低于 450℃为软钎焊按照焊接方法的不同又可分为锡焊 （如手工烙铁焊、波峰焊、再流焊、浸焊等）、火 焰钎焊（如铜焊、银焊等）、电阻钎焊、真空钎焊 、高频感应钎焊等二、锡焊及其特点锡焊属于软钎焊，它的焊料是锡铅合金，熔点 比较低，共晶焊锡的熔点只有183℃，是电子行业 中应用最普遍的焊接技术锡焊具有如下特点：（1）焊料的熔点低于焊件的熔点2）焊接时将焊件和焊料加热到最佳锡焊温 度，焊料熔化而焊件不熔化。

3）焊接的形成依靠熔化状态焊料浸润焊接 面，由毛细作用使焊料进入间隙，形成一个结合层 ，从而实现焊件的结合三、锡焊的条件1．焊件应具有良好的可焊性金属表面被熔融焊料浸润的特性叫作可焊性 有些金属材料具有良好的可焊性，但有些金 属如钼、铬、钨等，可焊性非常差即使是可焊 性比较好的金属，如紫铜、黄铜等，由于其表面 容易产生氧化膜，为了提高可焊性，一般需要采 用表面镀锡、镀银等措施2．焊件表面必须清洁焊件由于长期储存和污染等原因，其表面有 可能产生氧化物、油污等故在焊接前必须清洁 表面，以保证焊接质量3．要使用合适的焊剂焊剂的作用是清除焊件表面氧化膜，并减小焊 料融化后的表面张力，以利于浸润不同的焊件， 不同的焊接工艺，应选择不同的焊剂如镍铬合金 、不锈钢、铝等材料，不使用专用的特殊焊剂是很 难实施锡焊的4．要加热到适当的温度在焊接过程中，既要将焊锡熔化，又要将焊件 加热至熔化焊锡的温度只有在足够高的温度下， 焊料才能充分浸润，并扩散形成合金结合层第二章 锡焊机理了解焊锡机理，有助于我们正确操作，尽快 掌握焊接方法一、焊料对焊件的浸润熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续 并附着牢固的焊料层的过程叫浸润或润湿。

润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物 理现象如果某种液体能在某固体表面漫流开， 我们就说这种液体能与该固体表面润湿如：水 能在干净的玻璃表面漫流，而水银就不能，我们 就说水能润湿玻璃，而水银不能润湿玻璃从力学的角度来讲，不同的液体和固体，它们之间相互作用的附着力和液体的内聚力是不同 的当附着力大于内聚力时，就形成漫流，即润 湿；当内聚力大于附着力时，液体会成珠状在固 体表面滚动，即不润湿那么从液体与固体接触 的形状，就可以区分二者是否润湿我们可从液 体与固体接触的边沿，沿液体表面作切线，这条 切线通过液体内部与固体表面之间形成一个夹角 （叫接触角）如果这个夹角是锐角，我们就说 润湿；如果是钝角，我们就说不润湿如图12.1所示：当θ>90时，焊料不浸润焊件当θ=90时，焊料润湿性能不好当θ90θ=90θ<90图12.1浸润角示例浸润作用同毛细作用紧密相连，光洁的金属表面，放大后有许多微小的凹凸间隙，熔化成液态的焊料，借助于毛细引力沿着间隙向焊接表面扩散，形成对焊件的浸润由此可见，只有焊料良好地浸润焊件，才能实现焊料在焊件表面的扩散那么扩散式一种什么样的过程呢？二、扩散实验表明：将一个铅块和金块表面加工平 整后，紧紧压在一起，经过一段时间后，二者 会“粘”在一起，如果用力把它们分开，就会发 现银灰色铅的表面有金光闪烁，而金块的表面 上也有银灰色的铅踪迹，这说明两块金属接近 到一定距离时能相互“入侵”，这在金属学上称 为扩散现象。

从原子物理的观点出发，可以认为扩散是由 于原子间的引力而形成的扩散这种发生在金 属界面上的扩散的结果，使两块金属结合成一 体，从而实现了两块金属间的“焊接”两种金属间的相互扩散是一个复杂的物 理—化学过程如用锡铅焊料焊接铜件时，焊接过程中既有表面扩散，也有晶界扩散和 晶内扩散锡铅焊料中的铅原子只参与表面 扩散，不向内部扩散，而锡原子和铜原子则 相互扩散，这是不同金属性质决定的选择扩 散正是由于扩散作用，形成了焊料和焊件 之间的牢固结合金属间的扩散不是在任何情况下都会发生的，而是有条件的1. 距离：两块金属必须接近到足够小的距离（10-10m的数量级），只有在小距离范围内，两块金属原子间引力的作用才会发生，一般情形下，由于金属表面不平、金属表面有氧化层或杂质，都会使两块金属达不到这么小的距离2. 温度：只有在一定温度下，金属分子才具有一定的动能，才可以挣脱自身其它金属分子对它的束博力，而进入另一种金属层，扩散才得以进行常温下，扩散进行的很慢，温度越高，扩散进行的越快锡焊的本质就是焊料与焊件在其表面的扩散焊件表面平整、清洁、对焊件加热是扩散进行的基本条件三、结合层焊料在润湿焊件的过程中，焊料和焊件界面上会产生扩散现象，这种扩散的结果，使得焊料和焊件的界面上形成一种新的金属层，我们称为结合层。

结合层的成分既不同于焊料，又不同于焊件，而是一种既有化学作用（生成化合物例如：Cu6Sn5、 CU2Sn 等），又有冶金作用（形成合金固溶体）的特殊层正是由于结合层的作用，将焊料与焊件结合成一个整体，实现了金属的连接即焊接如图所示铅锡焊料和铜在锡焊过程中生成结合层，厚度 可达1.2-10μm，由于润湿扩散过程是一种复杂的 金属组织变化和物理冶金过程，结合层的厚度过 薄或过厚都不能达到最好的性能｝焊料区｝扩散区｝焊件区焊料与焊件扩散示意图形成结合层是锡焊的关键如果没有形成结合 层，仅仅是焊料堆积在母材上，则称为虚焊实验表明，1.2- 3.5μm的结合层，焊接强 度最高，导电性能最好 如图2.5所示结合层 最佳厚度 12--3.5μm图2.5 锡焊结合层示意图综上所述，焊接的机理是： 将表面清洁的焊件与焊料，加热到一定温度，焊料熔化并润湿焊件表面，与焊件在界面上形 成结合层，从而实现焊接 第三章 元器件装置前的准备一、元器件引线的加工成型元器件在印制电路板上的排列和安装方 式主要有两种，一种是规则排列卧式安装， 另一种是不规则排列立式安装加工时，不 要将引线齐根弯折，并用工具保护好引线的 根部，以免损坏元器件。

在焊接时，应尽量 保持其排列整齐，同类元件要保持高度一致 ，且各元件的符号标志向上（卧式）或向外 （立式），以便于检查二、镀锡新出厂的元器件引线一般都镀有一层薄 薄的钎料，但时间一长，其表面将产生一层 氧化膜，影响焊接因此，除少数镀层良好 的引线外，大部分元器件在焊接前都要重新 进行镀锡镀锡，是锡焊的核心——实际上就是液 态焊锡对被焊金属表面浸润，在焊件表面形 成一层既不同于被焊金属，又不同于焊锡的 结合层这一结合层将焊锡同待焊金属这两 种性能、成份都不同的材料牢固地结合起来 1 1．镀锡的要求．镀锡的要求（1）待镀面应清洁焊剂的作用主要是加热时破坏金属表面 氧化层，对锈迹、油迹等杂质并不起作用 各种元器件、焊片、导线等都可能在加工、 存贮的过程中，带有不同的污物，轻则用酒 精或丙酮擦洗，严重的腐蚀污点只能用机械 办法去除，包括刀刮或砂纸打磨，直到露出 光亮的金属为止2 2））加热温度要足够加热温度要足够要使焊锡浸润良好，被焊金属表面温度应略高要使焊锡浸润良好，被焊金属表面温度应略高 于焊锡熔化时的温度，才能形成良好的结合层因于焊锡熔化时的温度，才能形成良好的结合层因 此，应根据焊件大小供给它足够的热量。

考虑到元此，应根据焊件大小供给它足够的热量考虑到元 器件承受温度不能太高，因此必须掌握恰到好处的器件承受温度不能太高，因此必须掌握恰到好处的 加热时间加热时间3 3））要使用有效的焊剂要使用有效的焊剂松香是使用最多的焊剂，但松香多次加热后就松香是使用最多的焊剂，但松香多次加热后就 会失效，尤其是发黑的松香基本上不起作用，应及会失效，尤其是发黑的松香基本上不起作用，应及 时更换2．镀锡的方法镀锡的方法有很多种，常用的方法主 要有电烙铁手工镀锡、锡锅镀锡、超声波 镀锡等1）电烙铁手工镀锡电烙铁手工镀锡是指直接使用电烙铁 对电子元器件的引线进行镀锡其优点是 方便、灵活缺点是镀锡不均匀，易生锡 瘤，且工作效率低适用于少量、零散作 业电烙铁手工镀锡时应注意事项：a．烙铁头要干净，不能带有污物和使用已氧 化了的焊锡b．烙铁头要大一些，有足够的吃锡量c．电烙铁的功率及温度应根据不同元器件进 行适当选择电阻、电容温度可高一些，一般可 达到350～400℃而对晶体管则温度不能太高， 以免烧坏管子，一般控制在280 ～ 300℃左右 实践证明，镀锡温度超过450℃时就会加速铜的氧 化，导致锡层无光，表面粗糙等。

d．镀锡前，应对元器件的引线部分进行清洗 处理，以利于镀锡e．应选择合适的助焊剂，常使用松香酒精水 f．镀锡时，引线要放在平整干净的木板上， 其轴线应与烙铁头的移动方向一致烙铁头移动速 度要均匀，不能来回往复g．多股导线镀锡时，要先剥去绝缘层，并将 多股导线拧成螺旋状后，在距绝缘层0.5-1mm以外 进行镀锡如图所示第四章 手工焊接技术使用电烙铁进行手工焊接，掌握起来并不困难，但要焊出质量合格的焊点，又不是一件容易的事情需要掌握一定的技术要领人们在长期的焊接实践中，总结出了焊接的四个要素，简称4M，即材料（Material）：包括焊件、焊料和焊剂；工具（Machine）：烙铁及辅助工具；方式方法（Method）：焊接时采取的方法；操作者（Man）人其中最主要的还是人的技能没有经过相当长的时间的焊接实践和用心体验、领会，就不可能掌握焊接的要领；即使是从事焊接工作较长时间的技术工人，也不能保证每个焊点的质量都会完全合格只有充分了解焊接原理再加上用心实践，才有可能在较短的时间内学会焊接的基本技能一、焊接的操作要领下面要介绍的一些具体方法和注意点，都是实践经验的总结，是初学者迅速掌握焊接技能的捷径。

1．焊接姿势焊接时应保持正确的姿势焊剂加热后，挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易吸入有害气体一般烙铁 头的顶端距操作者鼻尖部位至少要保持20~30cm以上同时要挺胸端坐，不要躬身操作并要保持室内空气流通2. 烙铁的握法（图12.2）⑴反握法：适合大功率直头烙铁，焊件水平放置， 长时间工作不易疲劳⑵正握法：适合中功率弯头烙铁，焊件竖直放置⑶握笔法：适合在工作台上，用中小功率直头烙铁 反握法 正握法 握笔法3．焊锡丝的拿法焊锡丝的拿法根据连续锡焊和断续锡焊的 不同分为两种拿法如图12-3所示手握焊锡丝，用拇指、食指、中指控制送 丝速度，适合连续焊接(图a)仅用拇指、食 指、中指捏住焊锡丝，适合断续焊接（图b） 图a图b焊锡丝一般要直接用手送入被焊处，不要先 送烙铁头上再用烙铁头上的焊锡去焊接，这样很容 易造成焊料的氧化，焊剂的挥发因为烙铁头温度 一般都在300℃左右，焊锡丝中的焊剂在高温情况 下容易分解失效。

焊锡丝含铅量大，操作时，不应直接抓拿焊 锡丝，应戴手套，工作结束后，要洗脸洗手烙铁使用时，要配置烙铁架，烙铁架一般放于 右（左）前方，并注意电源线不要与烙铁头相碰， 以防造成事故二、焊接操作的步骤1. 准备施焊焊接表面应。