主要内容简介：讲授电子产品中常用焊料、助焊剂、膏状焊料、无铅焊料等的品种、主要技术性能、适用场合及选用方法等。 课题：常用辅助材料 主讲：李怀甫教授 主要内容简介：讲授电子产品中常用焊料、助焊剂、膏状焊料、无铅焊料等的品种、主要技术性能、适用场合及选用方法等。 1

常用辅助材料 教学目的： 1.了解常用电子辅助材料的分类、特点、性能参数和用途。 2.掌握选择和使用辅助材料的要点。 教学重点 常用辅助材料的基本性能和选用要点。

制造电子产品不仅要使用电子元器件，还要用到各种材料，如：线材、绝缘材料、印制板电路、焊接材料等。 了解各种电子材料的分类、特点和性能参数，掌握正确选择和合理使用各类电子材料及元器件的方法，对于保证电子产品的性能、质量至关重要。

1. 焊料 焊料是易熔金属，它的熔点低于被焊金属。 按照组成的成分，有铅锡焊料、银焊料、铜焊料等。 目前在一般的电子产品的焊接中，主要使用铅锡焊料。 锡（Sn）是一种质软低熔点的金属，熔点为232℃，纯锡较贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。锡容易同多数金属形成金属化合物。 铅（Pb）是一种浅青白色的软金属，熔点为327℃，机械性能也很差。铅的塑性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。铅属于对人体有害的重金属。

1.1 铅锡合金与铅锡合金状态图 （1）铅锡合金 铅锡焊料具有一系列铅和锡所不具备的优点： 熔点低，低于铅和锡的熔点，有利于焊接； 机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯锡和铅； 表面张力小，粘度下降，增大了液态流动性，有利于在焊接时形成可靠接头； 抗氧化性好，铅的抗氧化性优点在合金中继续保持，使焊料在熔化时减少氧化量。

（2）铅锡合金状态图 共晶点 （3）共晶焊锡 上图中在共晶点所对于的对应合金成分为Pb-38.1%％Sn-61.9％的铅锡合金称为共晶焊锡，它的熔点最低，只有182℃，是铅锡焊料中性能最好的一种。

1.2 焊料性能及杂质的影响 一般含Sn60%的焊料，抗张强度和抗剪强度都比较好，而含Sn量过高或过低都不理想。 除了铅和锡以外，焊锡内不可避免地含有其它微量金属。这些微量金属就是杂质，它们超过一定限量，就会对焊锡的性能产生很大影响。 不同标准的焊锡规定了杂质的含量。 为了使焊锡获得某些性能，也可以掺入某些金属。 例如，掺入少量（0.5-2％）的银，可使焊锡熔点降低， 强度增高；渗入镉可使焊锡变成高温焊锡。

手工烙铁焊接经常使用管状焊锡丝（线状焊锡）——它是将焊锡制成管状，内部是优质松香添加一定活化剂组成的助焊剂。焊料成分一般是含锡量为60%-65%的锡铅合金。

2.助焊剂 （1）助焊剂的作用：去除氧化膜 、防止氧化 、减小表面张力 、使焊点美观 （2）助焊剂的分类：

说明： 无机焊剂的活性最强 ，能除去金属表面的氧化膜 ，但同时有强腐蚀作用，一般不能在焊接电子产品中使用。 有机焊剂的活性次于氯化物，有较好的助焊作用，但是也有一定腐蚀性，残渣不易清理，且挥发物对操作者有害。 松香焊剂主要成分是松香，松香加热到70℃以上时开始呈液态，此时呈弱酸性，可与金属表面的氧化物发生化学反应； 冷却后松香又变成稳定的固体，无腐蚀性，绝缘性强。

（3）助焊剂及其残留物对产品的不利影响 会造成外观不良 对产品的电气性能造破坏 会吸附灰尘和有害物质 还有很多电子元器件在焊接时不宜使用助焊剂 （4）免清洗助焊剂 为提高生产效率，现在大多数电子企业采用一种非腐蚀性的、低残留物的助焊剂-----免清洗助焊剂（配方里面无松香，固体成分低，外观是无色或微黄色的液体）。常用型号是FLS0016T—5。

3.膏状焊料 用再流焊设备焊接SMT电路板要使用膏状焊料（膏状焊料俗称焊膏）。 焊膏由焊粉和糊状助焊剂组成。 锡膏

（1）焊粉和糊状助焊剂 ① 焊粉:焊粉是合金粉末，是焊膏的主要成分。 焊粉是把合金材料在惰性气体（如氩气）中用喷吹法或高速离心法生产的，并储存在氮气中避免氧化。 ② 糊状助焊剂：糊状助焊剂是把焊粉调和成焊膏。 助焊剂在SMT中能净化焊接面，提高湿润性、防止焊料氧化、保证工艺优良。 助焊剂的化学活性可分为3个等级：非活性（R）、中等活性（RMA）和全活性（RA）。

（2）焊膏中助焊剂的主要成分及其作用

注意： 在向印制电路板上涂敷焊膏时，助焊剂影响焊膏图形的形状、厚度及塌落度。一般采用模板印刷的焊膏，其助焊剂含量不超过10%。 在贴放元器件时，助焊剂影响粘度，助焊剂的含量高，粘度就小。 在再流焊过程中，助焊剂决定焊膏的润湿性、焊点的形状以及焊料球飞溅的程度。 焊接完成后，助焊剂残留物的性质决定采用免清洗、可不清洗、溶剂清洗或水清洗工艺。免清洗焊膏内的助焊剂含量不得超过10%。 助焊剂的成分影响焊膏的存储寿命。

4.无铅焊料 （1）铅及其化合物带来的污染 铅是一种重金属毒物，它主要损伤神经系统、 造血系统和消化系统。同时，铅对水、土壤和空气 都能产生污染。 （2）无铅焊接工艺的提出 日本首先研制出无铅焊料 ，立法规定有铅焊接的终止期限为2003年年底，从2004年开始不允许含铅电子产品进口； 欧盟也在2006年在电子产品中限制使用包括铅在内的有害物质。

（3）无铅焊料的研究与推广 ① 对无铅焊料的理想化技术要求如下： · 无毒性 · 性能好 · 兼容性好 · 材料成本低 无铅锡丝

②最有可能替代铅锡焊料的无毒合金是以锡（Sn）为主，添加银（Ag）、锌（Zn）、铜（Cu）、锑（Sb）、铋（Bi）、铟（In）等金属元素。 无铅焊料的可能选择方案： Sn-Ag 系焊料：投入使用最多，缺点是熔点温度偏高，成本高，湿润性差。 Sn-Zn 系焊料：机械性能强，缺点是Zn易氧化 ，稳 定性差，具有腐蚀性。 Sn-Bi 系焊料：熔点低，但是延展性差，硬且脆。

无铅波峰焊设备

（4）无铅焊料存在的缺陷 扩展能力差、熔点高 （5）无铅焊料引发的新课题 ① 元器件问题 ④ 焊接设备问题 ② 印制电路板问题 ⑤ 工艺流程中的问题 ③ 助焊剂问题 ⑥ 废料回收问题

5.粘合剂 （1）常用粘合剂

（2）电子工业专用胶 邦定胶 UV紫外光固胶

（3）SMT所用的粘合剂

本讲小结 思考题 电子整机装配中常用的辅助材料有焊料、阻焊剂、助焊剂、粘合剂等。 1.选用焊膏作助焊剂应考虑哪些因素？ 2.焊料质量高低将焊点质量有什么影响？