FOXCONN 焊锡知识简介.ppt

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1、焊錫知識簡介一一 焊錫焊錫(1)焊錫的性質焊錫的性質在電子元件上焊接使用的焊錫一般具有熔點低在較低的溫度下(200左右)變成液態熔解后的焊錫較容易潤濕到基板的焊盤上和元件的電極上的性質能夠注入到金屬和金屬(元件的電極和基板的焊盤)間的間隙中冷卻后能夠牢固的將兩者連接在一起。像這樣的合金稱之為“焊料材”通常將熔點在450以下的材料稱之為軟焊料軟焊料熔點在450以上的焊材稱之為硬焊料硬焊料。焊錫屬于前者是軟焊料。(2)焊接的目的焊接的目的1.導通電流將兩種金屬連接在一起形成電流通路。2.機械連接將兩種金屬接合使二者穩定、固定。3.密閉效果通過焊接防止連接部位進入水空氣油等。4.其他通過焊錫防止金屬

2、表面鍍層氧化(生鏽)。二二 焊錫的成分焊錫的成分(1).錫錫(Sn)-鉛鉛(Pb)共晶焊錫共晶焊錫在焊接的實際應用中錫(Sn)和鉛(Pb)按一定比例搭配的Sn-Pb焊錫被廣泛使用其中Sn63%-Pb37%組成的焊錫一般稱為共晶焊錫Sn-Pb焊錫中最低熔點(183)開始熔化。固體液體183加熱共晶焊接(Sn63-Pb37)的情況共晶焊錫的特征是在一定溫度作用下由固態到液態再由液態向固態變化。即固體的共晶焊錫加熱到183的時候開始熔化稍低于183時即變成固體。其沒有固液共存的半熔融狀態。固體固體液體液體183加熱加熱共晶焊接共晶焊接(Sn63-Pb37)的情況的情況半熔融狀態半熔融狀態固體固體液體

3、液體183加熱加熱220加熱加熱Sn55-Pb45焊錫的的情況焊錫的的情況(2)無鉛焊料的定義無鉛焊料的定義我們所說的無鉛焊料，並不是指焊料中百分之百無鉛，因為世界上不存在100%純度的金屬。所以，無鉛焊料實際是指焊料中鉛含量的上限問題，ISO9453、JISZ3282、RoHS指令均要求鉛的含量控制在0.1Wt%以下。當然，無鉛焊料畢竟是用於RoHS 制程的，其中的鉛、汞、鎘、六價鉻等元素的含量也必須是符合指令要求。目前行業內的共同評價是：具備產業化實用價值的無鉛錫料主要有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu 三種合金。對於浸焊、波峰焊的應用,目前行業內均普遍選用Sn-Cu 系二元無鉛焊

4、料,其中以Sn-0.7Cu(熔點227)應用最廣。對於回流焊接,一般選用Sn-3.5Ag或Sn-3Ag-0.5Cu系無鉛焊料,因為受電子元件耐熱性能的限制,回流焊的峰值溫度一般不能超過250,而無鉛焊料的高熔點,就造成無鉛回流焊的工藝窗口很窄,選用Sn-Ag 或Sn-Ag-Cu系的無鉛焊料,其熔點比Sn-Cu焊料低6左右(熔點217221),这有利于扩大工艺窗口,提高焊接质量。三三 各種各樣的焊錫和它的用途各種各樣的焊錫和它的用途(1)錫條錫條/錫線錫線焊錫熔解再固定成棒狀焊錫焊錫熔解再固定成棒狀焊錫,需要和液態的需要和液態的FLUX一起使用進行一起使用進行Flow焊接焊接(Dip)。(2)加

5、入松香的焊錫加入松香的焊錫為了焊接方便將FLUX放入焊錫內部加工成線狀的焊錫。使用的時候利用烙鐵可將元件一個一個的直接焊接上。加入松香的焊錫加入松香的焊錫(3)錫膏錫膏錫膏(Solder Paste 或Solder Cream):是將錫合金粉末與助焊劑按一定比例混合均勻后形成的膏狀體。通常使用于回流焊焊接(4)其他其他加工成墊片型圓形條型等形狀在特殊用途上。四四 Flux1 Flux的作用的作用一般金屬表面都覆蓋一層臟污和氧化膜這是阻礙焊接的主要因素。Flux的作用就是將這些污臟和氧化膜去掉,使焊接順利進行,減少表面張力以增加焊錫性,促進潤濕的發生。作為Flux的作用舉3個例子說明如下。(1)

6、金屬表面的清潔金屬表面的清潔用化學方法除去金屬表面的臟污和氧化膜,使焊錫盡可能在清潔的表面進行,但是沒有除去油灰塵的作用。O2 O2 O2 基 材基 材基 材氧化膜氧化膜清潔面Flux加熱Flux的氧化膜除去過程的氧化膜除去過程(2)形成保護膜形成保護膜可防止再氧化的發生。可防止再氧化的發生。焊接中的金屬(基材)及熔化的焊錫比常溫下氧化的速度更快。在焊接過程中Flux覆蓋在金屬表面阻止了它們與空氣的接觸從而防止了因為加熱焊接引起的再氧化的發生。Flux 防止防止再氧化發生的示意圖再氧化發生的示意圖基 材O2 O2 Flux熔化的焊錫(3)降低表面張力的作用降低表面張力的作用使熔解的錫表面張力變

7、小,促進焊錫潤濕。Flux隨著Flux的擴散,焊錫跟著擴散焊錫基基 材材 Flux的潤濕促進作用的潤濕促進作用2 Flux的成分和用途的成分和用途(1)Flux的成份的成份 4.溶劑粘度調節，固體成份的分散。和無機類Flux比較因為加熱后會急速分解故受熱后穩定性會降低活性時間會縮短所以在對熱穩定性要求較高的產品一般不會使用。但會在某些電子產品中有使用(如部分美國產品)。成份和作用Flux有機類Flux目的是為了防止再氧化助焊催化功能。樹脂類Flux因為活性高腐蝕性也較強只能在Flux可以完全除去的情況下使用。實際上几乎不在電子產品上使用。無機類Flux(水溶性Flux)適用于一般電子產品1.樹

8、脂覆蓋在用活性劑清潔過的金屬表面上直至焊接過程完成2.活性劑去除金屬表面的臟污和氧化膜。3.添加劑防离散，塌邊等不良,適應焊接特性的必要物質。（2）Flux的用途的用途 Flux按用途分為以下几類1 Pre flux起到保護電路板上的銅箔并覆蓋在其表面防止氧化的作用。不在焊接作業上使用。2 Post flux波峰焊接設備中使用的一種Flux3 松香焊錫用Flux在焊錫線中心部分包含的固態的Flux4 錫膏用Flux錫膏中含有的Flux3 Flux的涂布方式的涂布方式 助焊劑 Flux 塗布主要有絲網印刷、發泡和噴霧三種方式：(1).絲網印刷絲網印刷絲網印刷是最老的一種塗布方式,設備簡單,成本最

9、低。這種方式是採用鼓形的不銹鋼或塑膠絲網,讓其在助焊劑槽中旋轉,用轉鼓上的熱風刀將絲網上活化的焊劑吹到PCB 上,焊劑沉積量由轉鼓的旋轉速度來控制。這種簡易的系統具有較高的一致性和可重複性，缺點是由於沒有密封造成助焊劑中的乙醇溶劑快速揮發。(2).發泡塗布發泡塗布發泡塗布工藝主要使用松香助焊劑,將壓縮空氣通過發泡管引到容器底部,讓助焊劑變為泡沫向上湧出塗布在印製板上,其優點是設備簡單,節省投資,缺點是塗布不均勻,不能控制焊劑量,焊劑消耗量大,需要定期更換焊劑,並且電路板上有殘餘物污跡。此外,由於大量暴露在空氣中,助焊劑中的乙醇溶劑揮發較快,使助焊劑固體含量上升,這就需要經常監視助焊劑的比重變化

10、來控制固體含量。免清洗焊劑和無殘渣焊劑的固體含量都低於5%和2%,而固體含量低的焊劑發泡不充分,所以,不適合發泡應用。(3).噴霧式塗布噴霧式塗布噴霧式塗布的工藝原理是利用高壓空氣將助焊劑霧化後從噴嘴快速噴出,均勻地塗布在電路板上,通過調節壓力或噴嘴的移動速度就可以獲得良好的沉積效果,噴霧塗布工藝的設備價格昂貴,控制系統較為複雜,且噴嘴的往復運動容易造成機械疲勞,但由於具有塗覆均勻、用量少、不需比重監控、不需定期排放舊焊劑、塗布量可精確控制、無焊劑殘餘污跡等優點,已被眾多企業認可噴頭壓力表助焊劑壓力罐。在無鉛制程中,目前一般採用免清洗助焊劑,因為免清洗助焊劑中固體含量極少,發泡困難,所以必須採

11、用噴霧式助焊系統塗布,保證在電路板上得到一層均勻細密的塗層,這樣才可以避免波峰的擦洗作用和助焊劑的揮發,同時還可避免因助焊效果不足而導致的焊料橋接和拉尖壓力表助焊劑壓力罐噴頭(4).使用時注意事項使用時注意事項如果沾附在皮膚上時應迅速用酒精等擦拭。作業時嚴禁煙火。使用后洗手。打開蓋子的必須蓋好蓋子,放置在貯存場所(陽暗處)保管。五五 錫膏錫膏1 錫膏的構成及特征錫膏的構成及特征(1)錫膏的構成錫膏的構成錫膏是焊錫粉末和Flux的混合物,外觀呈灰色的膏狀物質。a 焊錫粉末焊錫粉末是按照粒子的大小采用篩網分離制成相應的焊錫粉末。b Flux錫膏使用的Flux,與焊錫粉末混合,為了使焊錫粉末和Flu

12、x不至于分離,保持高粘度。(2)錫膏的類型錫膏的類型根據助焊劑的成份分松香型錫膏、免洗型錫膏、水溶性型錫膏。根據回焊溫度分高溫錫膏、常溫錫膏、低溫錫膏。根據金屬成份分含鉛錫膏Sn62/Pb36/Ag2或 Sn63/Pb37無鉛錫膏Sn96.5/Ag3/Cu0.5(3)錫膏的特征錫膏的特征錫膏是焊錫粉末和Flux共存的混合物,并具有粘性的膏狀物體。在使用時具有以下特征a 優點優點可以控制錫膏的供給量,只供給需要焊接的部分。能夠微量供給。對應高精密度貼裝向基板供給錫膏的方式多種多樣。(鋼板印刷絲網印刷點錫等)具有通用性。具有粘性,對于貼裝的元件具有臨時固定作用。供給后,只要加熱到適當的溫度就可以進

13、行焊接。焊接簡單易行。b 缺點缺點錫膏的品質受制于溫濕度(必須在冰箱中保存)。焊接后,焊接部分周圍容易有錫珠的產生。2 錫膏的使用方法錫膏的使用方法(1)錫膏供給方式錫膏供給方式A 用印刷的方式用印刷的方式印刷是錫膏供給最通用的一種方法,適合於大量生產。具體印刷方法如下圖所示。a 印刷電路板鋼網的 準備b 鋼網開口部與PAD相 吻合c 刮刀錫膏的準備d 刮刀移動 e 鋼網與PCB分離 錫錫 膏膏 印印 刷刷 流流 程程印刷電路板印刷電路板印刷電路板鋼板印刷電路板PAD印刷電路板刮刀錫膏B 用擠壓的供給方式用擠壓的供給方式適合於局部錫膏供給貼裝表面不在一個平面 (使用舉例)a 錫膏準備b.用空氣壓力擠出錫膏貼裝表面不在一個平面裝有錫膏的注射器(2)加熱方法加熱方法錫膏加熱用的熱源主要使用Reflow(紅外線熱風對流式)按不同的目的主要使用局部熱風加熱光輻射鐳射熱壓著等。THANKS