电子装联工艺装备的作用(什么是电子装联技术)

导语：电子装联中核心工艺是什么？来看看软钎焊工艺

一．什么是软钎焊

电子装联焊接是一种软钎焊技术。

钎焊技术是采用比母材熔点低的填充材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔化的温度（使母材仍保持为固态），利用熔融钎料的润湿作用填充接头间隙，与母材相互扩散实现被焊工件连接的一种方法。

与熔焊相比，钎焊的优点是加热温度低、工件变形小、接头平整美观、可连接不同的材料、生产效率高等；缺点是焊接头强度低、接头装配要求高，应保证严格的装配间隙。

钎焊接头的质量与所选用的钎焊方法、钎焊材料（钎剂、钎料等）和工艺参数等有关，按照不同的特征和标准，钎焊方法有以下几种分类方法。

1）钎料分类

按照熔点来分，通常钎料可分为软钎料（熔点＜450℃）和硬钎料（熔点＞450℃），采用软钎料的钎焊称为软钎焊，而采用硬钎料的焊称为硬钎焊。

在现代电子装联工艺中，基本上均是采用软钎焊接，俗称锡焊。

2）在现代电子装联工艺中采用软钎焊的优点

（1）熔化温度范围窄，适合工程应用范围需要。

（2）润湿性、机械和电气性能可以满足电子产品要求。

（3）经济性较好。

如图1所示，电子装联中的焊接是一种软钎焊技术，它是利用比被焊金属熔点低的钎焊料，与被焊金属一同加热，在被焊金属不熔化的条件下，熔融焊料润湿金属表面，并在接触面上形成合金层，从而达到牢固的连接过程。

图1

焊接的目的

①电气的连接：把两个金属连接在一起，使电流能导通。

②机械的连接：把两个金属连接在一起，使两者位置关系固定

③密封：把两个金属焊接后，防止空气、水、油等渗漏。

二．软钎焊接机理1.焊点形成

一个焊点的形成要经过三个阶段的变化

①熔融焊料在被焊金属表面的润湿阶段；

②熔融焊料在被焊金属表面的扩展阶段；

③熔融焊料通过毛细管作用渗透焊缝，与被焊金属在接触面上形成合金层。

焊接的润湿作用：

软钎接过程中接合作用的第一步，是软钎料借助毛细管现象在接合金属表面上充分铺展开，这种现象就称为润湿。

为使熔融的软钎料润湿固体金属表面，必须具备一定的条件。其条件之一就是被焊金属表面必须是洁净的。这样软钎料与被接合的基体金属的原子间距离才能接近到原子间力作用的程度。

焊接时降低熔融焊料的表面张力，可以提高焊料对被焊金属的润湿能力。而降低焊料表面张力的最有效手段是：焊接时使用焊剂。

焊点形成的作用力如下图2所示。

图2

图2中θ角为润湿角，可以衡量焊料对被焊金属润湿性能的好坏。一般来讲，θ＝20°～30°为良好的润湿，是合格的焊点。

2.影响焊点质量的因素

●焊料的性能；

●焊剂的性能；

●被焊金属的表面状态；

●焊接工艺条件；

●操作方法。

1）合金层

熔融焊料润湿被焊金属时，同时会产生金属间的扩散，从而在金属接触面上形成合金层，达到焊接的最终目的。

2）扩散

焊点（合金层）的形成：金属间扩散作用。

任何金属内部都不是完全致密的，在晶格内部或晶界面上总存在一定数量的间隙或空穴。在正常情况下，金属原子在晶格中都以其平衡位置为中心进行着不停地热运动，这种运动随着温度的增高，其频率和能量也逐步增高，当达到足够能量和温度时，某些原子会克服周围原子对它的束缚，脱离原来占据的位置，这种现象就是扩散，如图3所示。

图3 金属原子扩散示意图

如图4所示，给出了被焊金属溶解速度随温度的变化关系。由图可见，溶解速度随温度升高而加快。

图4 被焊金属溶解速度随温度的变化关系

如图5所示，给出了铜在锡中溶解速度随时间的变化情况，

图5 铜在锡中溶解速度随时间的变化情况

由图5可见，该变化并非线性变化，而是先增加达到一定峰值后出现下降趋势，达到一定程度后再随温度升高而升高。软钎焊接机理给出了我们改善焊接质量的指导方向，通常改善焊接、提高焊接质量的对策有：

①必须保持有一个清洁的接触表面。

②要想办法降低焊料的表面张力。

③保持一定的焊接温度和焊接时间。

④要了解被焊金属的表面特性。

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