一、FPC扁平电缆FPC焊接原理
焊接是一门科学,其原理是固体焊锡丝被加热的烙铁加热熔化,然后借助助焊剂在被焊金属之间流动,冷却后形成牢固可靠的焊点。
当焊料是锡铅合金并且焊接表面是铜时,焊料首先润湿焊接表面。随着润湿现象的发生,焊料逐渐向金属铜扩散,在焊料与金属铜的接触面上形成附着层,使两者牢固结合。所以焊料是通过润湿、扩散和冶金结合三个物理化学过程来完成的。
1.润湿:润湿过程是指熔化的钎料在毛细作用力的作用下,沿着母材表面细小的凹凸和结晶间隙向四周流动,从而在被焊母材表面形成附着层,使钎料和母材的原子相互靠近,达到原子引力起作用的距离。
导致润湿的环境条件:焊接基底金属的表面必须干净,没有氧化物或污染物。(润湿可以形象地比喻为:水滴到荷叶上形成水滴,即水不能润湿荷花。把水滴在棉花上,水就会渗透到棉花里,也就是说,水可以湿润棉花。)
2.扩散:随着润湿的进行,焊料与母材原子之间开始出现相互扩散的现象。通常,一旦温度升高,原子在晶格中处于热振动状态。随着原子活动的加剧,熔化的焊料和母材中的原子穿过接触面,进入彼此的晶格。原子的移动速度和数量取决于加热温度和时间。
3.冶金结合:由于焊料和基底金属之间的相互扩散,在两种金属之间形成中间层-金属化合物。为了获得良好的焊点,被焊接的母材与焊料之间必须形成金属化合物,使母材达到牢固的冶金结合状态。
二、焊剂的作用
焊剂一词来自拉丁语,意为“焊接中的流动”。焊剂的主要功能是:
1.化学活性
要实现良好的焊点,被焊接的物体必须具有完全无氧化物的表面,但金属一旦暴露在空气中,就会生成一层氧化层,用传统的溶剂无法清洗。这时候就要靠助焊剂和氧化层反应了。在氧化层被焊剂去除后,被焊接物体的表面将是干净的。
可与焊料结合。
焊剂和氧化物之间有几种化学反应:
彼此相互作用形成第三种物质;
2、氧化物直接被熔剂剥离;
3、以上两种反应并存。
松香助焊剂去除氧化层,这是第一个反应。松香的主要成分是枞酸和异构二萜酸。助焊剂加热后与氧化铜反应生成松香铜,是一种绿色透明的物质。容易溶解在未反应的松香中,与松香一起被除去。即使残留,也不会腐蚀金属表面。
暴露在氢气中的氧化物反应是典型的二次反应。在高温下,氢与氧反应生成水,水还原氧化物。这种方法常用于半导体零件的焊接。
几乎所有的有机酸或无机酸都有清除氧化物的能力,但大多数不能用于焊接操作。除了去除氧化物,助焊剂还有其他功能,这是焊接操作中不可避免要考虑的。
2.耐热性
助焊剂在去除氧化物的同时,还必须形成一层保护膜,防止被焊物体表面再次被氧化,直到与焊料接触。因此,助焊剂必须能耐高温,在焊接操作的温度下不会分解或蒸发。如果分解,会形成溶剂不溶物,很难用溶剂清洗。W/W级纯松香在280左右会分解,要特别注意。
3.不同温度下助焊剂的活性
良好的助焊剂不仅需要热稳定性,还需要其在不同温度下的活性。熔剂的作用是去除氧化物,一般在一定温度下效果很好,比如RA熔剂。除非温度达到一定程度,否则氯离子不会析出来清洗氧化物,当然这个温度必须在焊接操作的温度范围内。
温度过高,也可能降低其活性。比如松香超过600(315),几乎没有反应。这一特性也可用于净化助焊剂的活性以防止腐蚀,但在应用中要特别注意加热时间和温度,以保证活性的纯净。
三、焊丝的成分和结构
我们使用含铅SnPb(Sn63%Pb37%)的焊丝和内部中空的无铅SAC(96.5%Sn 3.0%Ag0.5%Cu)的焊丝。这个设计是为了储存助焊剂(松香),这样可以在焊接的时候均匀的加入助焊剂。当然,根据SnPb的成分比例,铅锡线有很多种,主要用途也各不相同。
焊锡丝的作用:满足电路上元件的导电要求和PCB上元件的固定要求。
四、电烙铁的基本结构
电烙铁:(1)手柄,(2)电热丝,(3)烙铁头,(4)电源线,(5)恒温控制器,(6)烙铁头清洗架电烙铁是用来焊接电子元件、金属线等金属物体的工具。
五、手动焊接过程
1、操作前检查
(1)每天上班前3-5分钟将烙铁插头插入指定插座,检查烙铁是否发热。如果不热,先检查插座是否插上。如果插上电源,如果不热,应立即向管理员报告。不要随意拆卸烙铁,也不要用手直接接触焊头。
(2)氧化不平或钩住的焊头要更新1、,保证良好的导热效果;2、确保焊接对象的质量。如果更换了新的烙铁嘴,加热后要擦掉保养漆,立即加锡保养。在焊接操作之前,应该清洁烙铁。如果烙铁超过5分钟不使用,应关闭电源。海绵要清洗干净。不干净的海绵含有金属颗粒,或者含硫海绵会损坏焊头。
(3)检查吸锡海绵是否有水和清洁度。如果没有水,请加适量的水(适量是指海绵压到正常厚度一半时有水渗出,具体操作是:湿度要求完全湿润后,将海绵握在手心,手指自然合拢即可)。这块海绵应该清洗一下。不干净的海绵含有金属颗粒或含硫海绵会损坏焊头。
(4)人体和烙铁是否可靠接地,人体是否戴腕带。
2、焊接步骤
烙铁焊接的具体操作步骤可分为五步,称为五步工程法。为了获得良好的焊接质量,我们必须严格遵循这些步骤。分步焊接是获得良好焊点的关键之一。在实际生产中,最常见的一种违反操作步骤的做法是,焊头不先与被焊件接触,而是先与焊丝接触,熔化的焊料滴在还没有预热的被焊件上,容易产生焊点虚焊,所以焊头必须与被焊件接触,预热被焊件是防止虚焊的重要手段。
3、焊接要点
(1)焊头与两个焊接部件的接触。
接触位置:焊头应同时接触两个待连接的焊接部位(如焊脚和焊盘),烙铁一般倾斜45度,应避免只接触其中一个焊接部位。当两个焊接部分的热容量相差很大时,应适当调整烙铁的倾斜角度。烙铁与焊接面的倾斜角度越小,热容量大的焊接件与烙铁的接触面积就会越大,热传导能力就会增强。比如焊接时LCD的倾斜角度在30度左右,焊接麦克风、电机、扬声器的倾斜角度可以在40度左右。两个我们
焊丝的供应应掌握三个要领,即供应时间、位置和数量。
供应时间:原则上是将工件加热到焊料的熔化温度,立即送上焊锡丝。
供应位置:应在烙铁和被焊工件之间,并尽可能靠近焊盘。
供应量:根据焊接部位和焊盘的大小,焊料覆盖焊盘后,焊料应高于焊盘直径的1/3。
(3)焊接时间和温度的设定
a、温度由实际使用决定。一个锡点焊4秒最合适,最多不超过8秒。平时观察焊头。当它变成紫色时,温度设置得太高。
b、一般直接插入电子材料,将焊头实际温度设置为(350~370度);对于表面贴装材料(SMC),焊头中的实际温度设置为(330~350度)。
c、特殊材料,需要设置烙铁温度。FPC和LCD连接器要用含银的锡线,温度一般在290-310度之间。
d、焊接大型构件脚时,温度不应超过380度,但可加大烙铁的功率。
(4)焊接注意事项
A.焊接前,观察各焊点(铜皮)是否光滑,有无氧化。
b、焊接物品时,要对准焊接点,以免因线路焊接不良而造成短路。
4、操作后检查
(1)电烙铁使用后,应将焊头内残留的锡擦在海绵上。
(2)每天下班后,必须将烙铁座上的锡珠、锡渣、灰尘清除干净,然后将烙铁放在烙铁架上。
(3)将清洗干净的电烙铁放在工作台的右上角。
锡斑质量的评价;
1、标准锡点
(1)锡点呈内弧形;
(2)锡点应完整、光滑、无针孔、无松香;
(3)要有线脚,线脚长度在1和1-1.2MM之间;
(4)零件脚的形状表明锡具有良好的流动性;
(5)锡将包围整个锡安装位置和零件脚。责任编辑:抄送
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