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YNZY 焊接基础知识

1.1分类

按照熔点分，焊料可分为软焊料和硬焊料两种。熔点大于450℃的称为硬焊料，小于450℃的称为软焊料。由于电子产品焊接通常采用锡铅合金（俗称焊锡）软材料，故而以下重点介绍Sn-Pb合金焊料。 1.2 Sn-Pb合金焊料 1.2.1 Sn-Pb合金金属相图

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液相线 L(单相区) 液相线 232 181

α α+L Sn19% 固相线 b β+L 共晶点 Sn97% β α+β Pb—Sn 合金状态图

从Sn-Pb合金的相图可以看出，Sn-Pb合金由α(Sn)相和β(Pb)相两种固溶体和α+β相合成的共晶体组成。b点为共晶点，Sn的含量为61.9%，Pb的含量为38.1%。按照该比例制成的焊料为共晶焊料，其熔化温度（共晶温度）为183℃。

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1.2.2 Sn-Pb焊料（共晶焊料）的特点

1、共晶焊料的熔化温度比其他配比的温度都要低，这样可以减少焊料对元器件的热损伤。

2、共晶焊料加热时由固态直接变成液态，不存在半熔状态，这样可以防止焊料凝固时连接点晃动造成的虚焊。

3、流动性好，表面张力小，侵润性好，有利于提高焊接质量。 4、共晶焊料的电气和机械性能优良（机械强度高、导电性能好）。 因此，共晶焊料被广泛应用于电子产品的焊接。 1.2.3 Sn-Pb焊料中杂质对焊接的影响

锡铅焊料除了主要成分锡和铅外，还含有少量的其它金属杂质。在金属杂质中，有些是无害的，有些则不然，即使含有微量也会对焊接质量造成程度不同的影响。因此，正确使用焊料，控制杂质含量，是提高焊接质量的措施之一。

国标（GB3131）规定的杂质含量如下：

焊料牌号 SnPb 成分（%） 锡 锑 铅 余59-61 ＜0.8 量 铜 铋 杂质含量（%） 砷 铁 硫 锌 铝 其它 0.08 0.1 0.05 0.02 0.02 0.002 杂质对焊接性能的影响：

锑（Sb）：焊料中的主要杂质（在矿石中锑常与锡结合在一起）。少量锑的存在有利于提高焊料的机械强度，特别能改善连接处的低温性能。含量在3%以下时，对焊点的外观光泽无影响，但含量过高会使焊点脆化，使焊料流动性和润湿性差。

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锌（Zn）：焊料中最有害杂质之一。其含量达到0.001%时，影响就会表现出来，含量达到0.005%时，焊料表面会产生氧化锌（ZnO）薄膜，使焊接性能劣化，流动性下降，焊点失去光泽，表面粗糙。锌通常从镀锌零件带入焊料槽或焊点，另一来源是焊接黄铜零件，焊料中的锡会从黄铜中溶解锌。

铝（AI）:微量的铝杂质就会使焊点出现砂粒状外观，并加速焊料表面的氧化，使焊料槽的浮渣增加，焊料的流动性和润湿性下降。铝通常是在自动焊接过程中由夹具磨损带入的。

铋（Bi）:焊料中铋的含量增加，会使焊料熔点降低，是制造低温焊料的材料，但也会降低焊料的机械性能。

铜（Cu）:铜杂质是焊料中最常见的杂质，铜含量增加会造成焊料熔点增高，焊点性能变脆，润湿性下降。

金（Au）:在过去焊料槽中金是主要杂质，人们常优先采用金作为元器件引线和印制板的镀层。但焊接后Sn-Au-Cu金属化合物会促成焊点产生裂纹，因此金作为镀层越来越少。焊料中金杂质的增加会造成焊点失去光泽，甚至会出现砂粒状外观，还会降低焊料的润湿性能。因此，焊料中金杂质的含量最大值为0.1%。

银（Ag）:银是另一种镀层带进焊料中的杂质，也是有害性最小的杂质之一。在某些焊料中还故意加银，以解决微电子焊接中银层的迁移带来的危害。银含量过高会使焊点灰暗，并降低焊料的流动性。 二、焊剂 2.1 分类

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焊剂也称助焊剂，其分类方法很多，通常焊剂分为无机助焊剂（如ZnCl、NH4Cl、HCl等）、有机助焊剂（有机酸、有机卤素等）和树脂型助焊剂（如松香等）。具体如下：

助焊剂

正磷酸H3PO4

酸 盐酸（HCI)

无机系列 氟酸(HF)

盐-氧化物ZnCl2、NH4Cl、SnCl2

有机酸（硬脂酸、乳酸、油酸、氨基酸等）

有机系列 有机卤素（盐酸笨胺等）

尿素、乙二胺等 松香

树脂型 活化松香

氧化松香

熔融焊料在被焊金属表面要想产生“润湿”和“扩展”，就只有在被焊金属和焊料之间的距离达到相互作用的原子间距时才能发生。而妨碍原子间相互接近的是金属表面的氧化层和杂质。为了去除氧化层和防止焊接时金属表面氧化，必须使用焊剂。 2.2 焊剂的作用原理

焊剂的作用原理示意图如下：

焊剂 被焊金属 金去 膜 属氧化物 热分介 活性金属 金属活性金属 润湿 扩展 焊料 去 膜 金属热分介 氧化物

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