电子焊接技术
焊接在电子产品装配中是一项重要的技术。它在电子产品实验、调试、生产中应用非常广泛，而且工作量相当大，焊接质量的好坏，将直接影响产品的质量。
电子产品的故障除元器件的原因之外，大多数是由于焊接质量不佳而造成的，因此，掌握熟练的焊接操作技能非常必要。
焊接的种类很多，本章主要阐述应用广泛的手工锡焊技术。
3.1 焊接材料
3.1.1 焊料
凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整体的金属的合金都叫作焊料。根据其含铅与否，分为有铅焊料和无铅焊料；根据其组成成分，分为锡铅焊料、银焊料及铜焊料；根据其熔点，分为软焊料和硬焊料。
通常含铅的焊料是一种锡和铅的合金，它是一种软焊料，通常的含量比例为锡63%、铅37%（也记为Sn63/Pb37，下同）。而无铅的焊料合金配方非常多，可以是锡银合金、锡铜合金和锡银铜合金等，含量方式有Sn96.5/Ag3.5、Sn99.3/Cu0.7和Sn95.5/Ag3.9/Cu0.6等。
含铅焊料无论在成本上还是金属接合程度上都要优于无铅焊料，但是含铅焊料具有有毒且难回收等特点，在欧盟立法之后，国际上大量采用无铅焊料。
1．锡铅焊料
纯锡能与其他多种金属有良好的亲和力，熔化时与焊接母材金属形成化合物合金层。许多元件的引脚是铜材料，这种合金层是Cu6Sn5，这种化合物虽然较强固，但较脆。如果用铅与锡制成锡铅合金，则既可以降低焊料的熔点，又可以增加强度。
纯锡的熔点是232℃，纯铅的熔点是327℃，而锡铅合金的熔点温度依赖于两种金属所占的比例，用于电子设备焊接的最常见焊锡的熔点温度远低于锡或铅各自的熔点温度。
锡铅合金在一定比例下，可以在同一个温度由固体直接变成液体，按这个配比配制的合金称为共晶合金。锡铅合金焊锡的共晶点配比为锡63%、铅37%，熔化温度为183℃，在共晶温度下，焊锡由固体直接变成液体，无须经过半液体状态。共晶焊锡的熔化温度比非共晶焊锡的低，这样就减少了被焊接的元件受损坏的机会。同时，由于共晶焊锡由液体直接变成固体，因此减少了虚焊现象。所以，锡铅合金应用非常广泛。
2．杂质对焊锡的影响
锡焊中往往含有少量其他元素，这些元素会影响焊锡的熔点、导电性、抗张强度等物理、机械性能。
（1）铜（Cu）：铜的成分来源于印制电路板的焊盘和元器件的引线，并且铜的熔解速度随着焊料温度的提高而加快。随着铜的含量增加，焊料的熔点增高，黏度加大，容易产生桥接、拉尖等缺陷。一般焊料中铜的含量为0.3%～0.5%。
（2）锑（Sb）：加入少量锑会使焊锡的机械强度增高，光泽变好，但润滑性变差，对焊接质量产生影响。
（3）锌（Zn）：锌是锡焊最有害的金属之一。焊料中熔入0.001%的锌就会对焊料的焊接质量产生影响。当熔入0.005%的锌时，会使焊点表面失去光泽，流动性变差。
（4）铝（Al）： 铝也是有害的金属，即使熔入0.005%的铝，也会使焊锡出现麻点，黏接性变坏，流动性变差。
（5）铋（Bi）：含铋的焊料熔点会下降，当添加到10%以上时，有使焊锡变脆的倾向，冷却时易产生龟裂。
（6）铁（Fe）：铁难熔于焊料中，它会使熔点升高，难于熔接。
3．焊锡选择
丝状的焊锡最常见，但也有泥状、锭状和特定形状的焊锡。焊锡泥常用于罐、管型器及贴片元件的焊接。焊锡丝和焊锡泥分别如图3.1和图3.2所示。
图3.1 焊锡丝
图3.2 焊锡泥
选用焊锡丝时，要选择符合工作要求的焊锡丝尺寸（规格）。较粗的焊锡丝对小焊点而言供锡量过大，会淹没焊点；而细的焊锡丝则会使锡丝脚易于控制。
目前大都使用松香芯锡丝，以便焊接时不再使用助焊剂，其中，松香芯分为R型（低活性）、RMA型（中度活性）和RA型（高度活性）共三种。其具有焊接时润湿性佳、焊点可靠、各种技术性能指标优良、用途广泛等特点。
4．安全性
焊接是在能引起燃烧的温度下进行的，因此必须注意以下五点。
（1）焊锡由绝不允许带入人体的金属组成，对人体健康有危害。因此，在焊接后用餐和喝水前必须洗手。
（2）每次都要小心将待用的热烙铁置于支架上。
（3）烙铁头上的焊锡应该在湿海绵上擦拭，绝不要拨弄。
（4）更换烙铁头时请小心，尤其是热的烙铁头。
（5）若焊接时吸烟，肺部会有光气形成，包括对人体危害极大的芥子气，因此，绝对不要在焊接时吸烟。
3.1.2 焊剂
金属表面同空气接触后都会生成一层氧化膜，这层氧化膜阻止焊锡对金属的润湿作用，犹如玻璃上沾上油就会使水不能润湿一样。焊剂就是用于清除氧化膜的一种专用材料（注意，焊剂不能除掉焊件上的各种污物）。清除氧化膜的实质是，温度在70℃以上时，助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反应，从而除去氧化膜，反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。注意，松香在300℃以上开始分解并发生化学变化，变成黑色固体，失去化学活性。松香如图3.3所示。
图3.3 松香
焊剂能防止氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧气接触而氧化。助焊剂在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层，因而防止了焊接面的氧化。
另外，焊剂能减小焊料的表面张力，增加焊锡流动性，有助于焊锡润湿焊件。
通常，对焊剂的要求如下。
（1）熔点应低于焊料。只有这样才能发挥助焊剂的作用。
（2）表面张力、黏度、比例小于焊料。
（3）残渣容易清除。焊剂都带有酸性，且残渣会影响外观。
（4）不能腐蚀母材。焊剂酸性太强，不仅能清除氧化层，还会腐蚀金属，造成危害。
（5）不产生有害气体和刺激性气味。
通常使用的焊剂有松香和松香酒精溶液（又称松香水），在松香酒精溶液中加入三乙醇胺可增强活性。
氢化松香是专为锡焊生产的高活性松香，助焊作用优于普通松香。
另外，还有一种常用的焊剂是焊油膏，在电子电路的焊接中，一般不使用它，因为它是酸性焊剂，对金属有腐蚀作用。
,
