電子元器件錫焊及其焊接機(jī)理

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯電子元器件錫焊及其焊接機(jī)理 裝配、焊接是電子設(shè)備制造中極為重要的一個環(huán)節(jié)，任何一個設(shè)計(jì)精良的電子裝置，沒有相應(yīng)的焊接工藝保證是難以達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的。這里的焊接就是按電路工作原理，用肯定的工藝方法連接成電子裝置。雖然連接方法有多種（例如鉚接、繞接、壓接、粘接等），但使用最廣泛的方法是錫焊。現(xiàn)代科技的飛速進(jìn)展，電子產(chǎn)業(yè)高速增長，驅(qū)動著焊接方法和設(shè)備不斷推陳出新。從元器件選擇、測試，直到裝配成一臺完整的電子設(shè)備，需經(jīng)過多道工序。在專業(yè)生產(chǎn)中，多采納波峰焊、再流焊、倒裝焊等自動化設(shè)備。但在產(chǎn)品研制、設(shè)備修理中，目前仍廣泛地應(yīng)用手工裝配焊接方法。焊接是金屬加工的基本方法

2、之一。通常焊接技術(shù)分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。錫焊屬于釬焊中的軟釬焊。習(xí)慣把釬料稱為焊料。采納鉛錫焊料進(jìn)行焊接稱為鉛錫焊，簡稱錫焊。被焊接的零件通稱焊件，一般狀況下是指金屬零件。錫焊，簡略地說，就是將鉛錫焊料熔入焊件的縫隙使其連接的一種焊接方法，其特征是：1焊料熔點(diǎn)低于焊件。焊接時將焊件與焊料共同加熱到焊接溫度，焊料熔化而焊件不熔化。2連接的形式是由熔化的焊料潤濕焊件的焊接面產(chǎn)生冶金、化學(xué)反應(yīng)形成結(jié)合層而實(shí)現(xiàn)的。雖然機(jī)理不同，但錫焊可以用漿糊粘物品來簡潔比方，使其在電子裝配中獲得廣泛應(yīng)用。錫焊有如下特點(diǎn)：1鉛錫焊料熔點(diǎn)低于200，適合半導(dǎo)體等電子材料的連接。2只需簡潔的加熱工具和材料即可加工，

3、投資少。3焊點(diǎn)有足夠強(qiáng)度和電氣性能。4錫焊過程可逆，易于拆焊。關(guān)于錫焊機(jī)理，有不同的解釋和說法，圖1為焊點(diǎn)剖面示意圖。從理解錫焊過程，指導(dǎo)正確焊接操作來說，以下幾點(diǎn)是最基本的。1-母材；2-鍍層；3、6-結(jié)合層；4-焊料層；5-表面層；7-銅箔；8-基板圖1 焊點(diǎn)剖面示意圖集中：焊接就其本質(zhì)上說，是焊料與焊件在其界面上的集中。可以用原子物理學(xué)來理解金屬之間的這種集中。通常，金屬原子以結(jié)晶狀態(tài)排列原子間的作用力的平衡維持晶格的外形和穩(wěn)定。當(dāng)兩塊金屬接近到足夠小的距離時，界面上晶格的紊亂導(dǎo)致部分原子自從一個晶格點(diǎn)陣移動到另一個晶格點(diǎn)陣，從而引起金屬之間的集中。這種發(fā)生在金屬界面上的集中結(jié)果，使兩塊

4、金屬結(jié)合成一體，實(shí)現(xiàn)了金屬之間的“焊接”。集中有兩個基本條件：l距離。兩塊金屬必需接近到足夠小的距離。只有在肯定小的距離內(nèi)，兩塊金屬原子間引力作用才會發(fā)生。金屬表面的氧化層或其他雜質(zhì)都會使兩塊金屬達(dá)不到這個距離。2溫度。只有在肯定溫度下金屬分子才具有動能，使得集中得以進(jìn)行。實(shí)際上在常溫下集中進(jìn)行是特別緩慢的。潤濕：潤濕是發(fā)生在固體表面和液體之間的一種物理現(xiàn)象。假如液體能在固體表面漫流開，我們就說這種液體能潤濕該固體表面，例如水能在潔凈的玻璃表面漫流而水銀就不能，我們就說水能潤濕玻璃而水銀不能的潤濕玻璃。這種潤濕作用是物質(zhì)所固有的一種性質(zhì)。從力學(xué)的角度可以理解潤濕現(xiàn)象。不同的液體和固體，它們之間

5、相互作用的附著力和液體的內(nèi)聚力是不同的，其合力就是液體在固體表面漫流的力。當(dāng)力的作用平衡時流淌也停止了，液體和固體交界處形成肯定的角度，這個角稱潤濕角，也叫接觸角，是定量分析潤濕現(xiàn)象的一個物理量。潤濕角角從 0° 180°，角越小，潤濕越充分，在實(shí)踐中我們以90°為潤濕的分界。錫焊過程中，熔化的鉛錫焊料和焊件之間的作用，正是這種潤濕現(xiàn)象。假如焊料能潤濕焊件，我們則說它們之間可以焊接，觀測潤濕角是錫焊檢測的方法之一。潤濕角越小，焊接質(zhì)量越好。一般地，質(zhì)量合格的鉛錫焊料和銅之間潤濕角可達(dá)20°實(shí)際應(yīng)用中一般以45°為焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合層：焊料

6、潤濕焊件的過程中，滿意金屬集中的條件，所以焊料和焊件的界面有集中現(xiàn)象發(fā)生。這種集中的結(jié)果，在焊料和焊件界面處形成一種新的金屬合金層，通常稱之為結(jié)合層。結(jié)合層的成分既不同于焊料又不同于焊件，而是一種既有化學(xué)作用（生成金屬化合物），又有冶金作用（形成合金固溶體）的特別層。由于結(jié)合層的作用將焊料和焊件結(jié)合成一個整體實(shí)現(xiàn)金屬連續(xù)性。鉛錫焊料和銅在錫焊過程中生成結(jié)合層的厚度可達(dá) 1210m。由于潤濕集中過程是一種簡單的金屬組織變化和物理冶金過程，結(jié)合層的厚度過薄或過厚都不能達(dá)到最好的性能、結(jié)合層小于 1.2m，實(shí)際上是一種半附著性結(jié)合，強(qiáng)度很低；而大于 6m則使組織粗化，產(chǎn)生疏性，降低強(qiáng)度。抱負(fù)的結(jié)合層厚度是1.23.5m，強(qiáng)度最高，導(dǎo)