锡焊
锡焊是通过将材料加热到适当温度,并使用远低于基体材料软化温度、且不超过4500C时具有液态的金属焊料,使基体材料产生结合的连接方法。金属焊料熔化后,由于表面张力作用,浸润被焊基体材料,并分布在紧密贴合的接头之间。
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/168110.htm锡焊是一种主要的电气连接方法,使用面较广,主要包括:
a.PCB板电路中元器件的互连(含插装元器件和表贴元器件);b.组件内部元器件互连;c.混合集成电路内部部分元器件互连以及基板与金属封装外壳互连;ii'd.插头和电缆之间的互连;e.混合集成电路用平底式金属外壳封口。
在上述需要锡焊连接的领域,有些可利用烙铁进行焊接,有些则需要使用更加复杂的方法进行焊接,如再流焊、波峰焊或其他焊接自动化设备。不同的锡焊方法用于不同的装焊系统,都有相应的规范,以保证锡焊的质量。如行业标准SJ20882-2003《印刷电路组件装焊工艺要求》,规定了印刷电路组件装配与焊接时应遵循的基本工艺要求,适用于通孔元器件(THT)和表面安装元器件(SMC/SMD)在以印刷电路板(PCB)作为组装基板时的装配和焊接。
手工焊
手工焊是利用烙铁进行焊接的。这种接触CD74HCT75M加热式焊接是最常用的手工焊接方法。元论在插装式印刷电路板还是在表面安装式印制电路板互连工艺中都广泛使用。其优点是利用适当的热量可以得到最优的焊点连接。
现在适用于特定类型操作的专门烙铁有以下几种类型:
a.用于轻型焊接任务的仪器烙铁;
b.生产操作中使用的工业烙铁;
c.用于高速生产焊接操作的重负载工业烙铁;
d.用于焊接温度敏感器件(如半导体)的温控烙铁;
e.用于电子设备修理的间歇操作的焊接枪。
在接触式手工焊接中,烙铁头被安装在焊接加热工具上,在将热量传递给焊料的同时,完成焊接互连。根据温度和使用的时间,需要不时地清洁烙铁头。操作者焊接技术应娴熟,并应配备合适的工具。
波峰焊
波峰焊方法是使PCB通过汲取峰焊装置产生的液态焊料而进行的。利用熔融状的焊料波峰流填充元器件焊端(或引脚)与焊盘间间隙,完成焊接过程。焊料波幅度约高25mm,其宽度根据具体应用可在较大范围内变动。焊料波向被焊接的区域供给热量,同样也为需要连接的零件提供焊料。
由于整个印刷电路板表面都要通过焊料的波峰,它连续受到焊料热量的作用,因而,印刷电路板上的热应力和焊料冷却的应力大大地减少。熔化焊料的流动,使其与印刷电路板接触时氧化的机会减至最小。这种焊接方法大大缩短了接触时间,且传输带的倾斜可以使熔融的焊锡返回到焊锡槽中,减少了相邻焊点之间出现桥接的可能性。
过去,波峰焊的传统焊料为63%Sn-37%Pb共熔合金。近年来,为减少污染,越来越多国家相继立法,倡导使用无铅焊料,使得波峰焊在表面贴装元器件的焊接应用方面受到一定的限制。目前,经过各国的努力,无铅焊料在成本、焊点的强度、浸润性和导热导电性方面已经取得技术突破,新开发的无铅焊料已在工程中推广应用,并逐渐成为主流。
串联焊
对波峰焊方法进行改进后,形成了一种称做串连焊的焊接法。这种方法将熔化的焊料吸到一个阶梯状结构(串联)的顶端,然后让它向下流,从而形成焊料瀑布。
由于串联焊的实质是让印刷电路板以小角度通过焊料韵阶梯,使得截留在其中的空气可以逸出散去,从而清除了焊锡形成气孔的可能性。印刷电路板(PCB)的焊接操作过程如图5-5所示,这种串联焊接是波峰焊的改进。由于焊接时,杂质的含量对焊点的物理特性影响很大,因此根据焊锡中杂质的含量进行分级。焊料(合金组分)越纯,焊接质量越好。
在实际生产中,应定期(半年或一年)对波峰焊炉中使用焊料的杂质含量进行分析,对超标的杂质含量进行控制。
再流焊
再流焊是通过重新熔化预先分配到印刷板焊盘上的焊膏,实现表面安装元器件焊端或引脚与印刷板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。又称回流焊或重熔焊接。
在表面安装组件焊接工艺中,通常采用这种焊接方法,它将焊膏印制在元器件的焊接结合部位(焊区),烘干后,通过再流焊炉完成焊接(少量组件可利用热板加热)。再流焊炉的温度曲线(63%Sn-37%Pb)。从该曲线可以看出,再流焊的炉温曲线由不同定时的三个不同温度区域构成:即预热、保温和峰值温度焊锡再流阶段。第三阶段中,要求温度以1.0~4.OC/s的速率快速升到峰值再流温度。峰值温度通常设定为高于焊料熔化温度(或液相温度)20~50℃。
目前常使用的再流焊方法有三种:气相法、短波红外线法和中波红外线法。气相法再流焊需要投入流体设备的额外成本;红外线法可以对加热速率实行有效控制,能防止对元器件产生热冲击。因而,红外再流焊技术在工业中被广泛使用。
焊剂和焊剂用法
焊剂通常是一种液态或固态物质,这种物质被加热后,可以改善焊接表面的湿润性。焊剂可去除金属氧化物、防止重新氧化;它还可以降低焊锡表面张力,增加其扩散性;并且可以从焊接区域带走其他不洁物质。焊剂的品质直接影响焊接结果。
焊剂根据它们的成分可分为三类:
a.非腐蚀性焊剂;
b.中间性的焊剂;
c.腐蚀性焊剂。
非腐蚀性焊剂是电子工业中常用的一种,这是因为这种焊剂的残留物没有腐蚀性且不导电。松香是非腐蚀性焊剂中的主要成分。松香具有如下特性:当松香的活性成分处于固态时,没有活性;但熔化以后(127~315℃时)就有活性,当冷却以后又没有活性。
生产用的松香焊剂有三种类型:非活性的(R).轻度活性的(RMA)和活性的(RA)。非活性松香焊剂不包括任何添加剂,轻度活性松香焊剂包括用来改进松香焊剂作用的添加剂。但是,留下的残余物却是无腐蚀、不导电的物质。活性松香焊剂中含0.2%~5%的复杂有机化合物作为添加物。在电子设备中,不允许使用活性松香,因为有害的焊剂残留物不容易被清除,从而会影响产品长期可靠性。
因为焊剂残留物有害,所以中性和腐蚀性焊剂在电子工业中极少使用。而且应加强焊接后的清洗,其印刷电路板装焊后的清洗要求在SJ20883-2003《印刷电路组件装焊后的清洗工艺方法》中已经规定。
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