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2.1 软钎焊简介

2.1.1 引言

焊接是电子制造工艺中的关键工序。我们的质量目标是不但要提高生产中的直通率,减少肉眼看得见的缺陷,还要克服虚焊、焊点内部应力大、内部裂纹、界面结合强度差等肉眼看不见而影响产品长期可靠性的焊点缺陷。学习焊接理论、了解焊接过程,是为了从根本上采取措施,提高电子连接的可靠性。运用焊接理论指导生产实践,掌握正确的工艺方法,可提高产品的焊接质量。

电子装联的核心是连接技术,在单板的级别上,集中体现在焊接技术上。焊点是元器件与印制电路板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强度决定了电子产品的性能和可靠性。

2.1.2 焊接的定义和分类

焊接是两种或两种以上材质(同种或异种)通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。

图2.1.1 按焊接过程分类

目前实现焊接的方法有很多,按焊接过程的特点大致可归纳为三大类:熔焊、压焊和钎焊,如图2.1.1所示。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。这类焊接方法的特点是:将被焊金属的结合处局部加热到熔化状态,互相熔合,冷却凝固后彼此结合在一起。熔焊示例有气焊、电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等。

压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间的结合,又称固态焊接。这类焊接方法的特点是:在焊接过程中,对被焊金属施加一定的压力(也可同时加热或不加热),促使被焊件间的接合面精密接触,使原子间产生结合作用,以获得永久性的连接。压焊示例有电阻焊、摩擦焊、扩散焊等。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作为钎料,将母材和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接口间隙并与母材实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。这类焊接方法的特点是:利用比母材熔点低的钎料和钎件一起加热,使钎料熔化,而母材本身并不熔化。熔化的钎料流入母材结合表面的空隙与固态焊件产生结合作用,冷凝后连接起来。钎焊中,母材和钎料的定义如下。

母材:Base Material(Base Metal),被焊接材料的统称,在PCBA焊接过程中,一般是指器件的引脚和PCB的焊盘。

钎料:为实现两种母材(或零件)的结合,在其间隙内或间隙旁所加的填充物。

钎焊根据所使用钎料的熔点又分为硬钎焊和软钎焊两类。

2.1.3 软钎焊的定义和特点

焊接学中,把焊接温度低于450℃的焊接称为软钎焊,所用焊料为软钎焊料。目前,PCBA加工过程中的焊接绝大多数都属于软钎焊,因此,本课程把软钎焊作为我们讨论的对象。

根据多年的实践和探索,人们总结出软钎焊的特点有以下几个:

① 钎料熔点低于母材熔点;

② 加热到钎料熔化,润湿母材;

③ 焊接过程中母材不熔化;

④ 焊接过程中需要加焊剂(助焊剂);

⑤ 焊接过程可逆(可以解焊)。

助焊剂是一种利用化学方法清洁被焊金属表面以便于进行焊接的物质。焊接过程是焊接金属表面、助焊剂、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程。整个焊接过程涉及物理、化学、冶金学、电学、材料力学等多个学科,是一门综合性学科。 X4J8JcIZDmx3BmotgfRaF6PSdbCioAvTqtg6FZoy9vdn9aC+pExkHf7w141KN5PY

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