焊锡学科教育指导手册.docx

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1、.天马行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632焊錫學科教育指導手冊初級、中級作業員用發行：焊錫技能分科會標題 焊接學科教育手冊，初級、中級作業員用修定秩號日期內 容部門修訂者核定歸檔日期002001.10.01新規作成部(1)浅見石井焊接技能資格認定教育用標準学科教材学科指導手冊目次項目頁初級同項目焊接1.1焊接Q1.1何謂焊接？71.2焊接之目的Q1.2焊接使用於何處？另，為何使用？71.3焊接之特徴 Q1.3焊接之工作方法的特徵為何？8焊接原理92.1焊接的条件Q2.1焊接接合方法的必要條件為何？92.2良好的焊接 Q2.2優良的焊接在外觀上有那些？102.

2、3焊接之作業条件Q2.3要達到優良的焊接目的，有那些必要的作業條件？11焊接之材料12錫鉛系列焊接之性質及用途Q3.1常使用的錫鉛系列焊錫的性質及用途為何？123.2錫鉛系列焊接之状態圖Q3.2錫鉛系列焊錫的狀態圖的說明。133.3 焊錫之形狀Q3.3焊錫有那些形狀？另其用途為何？14Q3.3.1 內加助焊劑的焊錫對焊錫有何功能?14Q3.3.2錫膏如何使用在焊接上？15Q3.3.3錫鉛棒如何使用在焊接上？153.4 焊錫不純物的影響 Q3.4不純物對焊接為何產生影響？163.5助焊劑之三種作用 Q3.5助焊劑的作用為何？17印刷電路板之基礎知識184.1 線路板之功能及種類 Q4,1PCB有

3、那些功能？ 另有那些種類？184.2線路板之表面處理Q4.2 PCB之表面有否處理？用什麼方法處理？19電子回路零件205.1電子回路零件之種類 Q5.1電子回路零件有那些種類?205.2電子回路零件之形状 Q5.2電子回路零件的形狀有那些？21焊接之加熱226.1焊接之基礎知識Q6.1焊接烙鐵的構造為何？226.2烙鐵頭的材料及形狀 Q6.2烙鐵頭尖端有何效果？另烙鐵頭尖端的形狀有那些?236.3最適合的接合温度 Q6.3適合焊接的溫度是多少度？246.4烙鐵頭溫度與接合溫度 Q6,4烙鐵頭溫度和焊接位置溫度之關系為何？266.5 焊接作業溫度范圍 Q6.5焊接作業的溫度范圍為何？27焊接作

4、業277.1插孔實際裝配的作業手法Q7.1.1手焊接的插入實裝內，彎折實裝的作業順序教導27Q7.1.2手焊接的插入實裝內,插件實裝的作業順序教導287.2表面黏著實際裝配的作業手法Q7.2.1手焊接的表面實裝之內，小CHIP零件的實裝作業順序教導。29Q7.2.2手焊接的插入實裝內，IC零件腳的實裝作業順序教導。307.3 端子實際裝配的作業手法Q7.3手焊接的端子實裝內的作業順序教導。31自動焊錫設備338.1波峰焊接設備Q8.1.1波峰焊接的方式為何？33Q8.1.2波峰焊接的條件，設定管理之教導。348.2 回焊焊接設備Q8.2.1概括回焊設備之種類及特長之教導。35Q8.2.2回焊之

5、焊接槽的溫度加熱之教導。368.3網版錫膏印刷Q8.3錫膏的印刷方法之教導。378.4 印刷制程的管理項目Q8.4 印刷制程的管理之必要性？388.5 目前回焊焊接設備Q8,5局部回焊焊接之用途為何？另其方法有那些？39清洗 及免洗409.1清洗之目的Q9.1清洗的目的何在？409.2CFC替代之清洗劑的種類Q9.2CFC規定之替代清洗劑之教導？419.3免洗化Q9.3免洗化有無問題？另外免洗助焊劑之評價的必要性？42焊接檢查4310.1檢查之目的及方法Q10.1為何要做檢查？另外有那些檢查的方法？4310.2 焊接不良名稱及分類Q10.2焊接不良有那些？4410.3 接合部位的劣化及信賴性Q

6、10.3焊接接合部位劣化，破斷等是否有方法驗証？4610.4接合部位的品質管理Q10.4焊接接合部位的品質如何管理？47焊接作業環境，安全衛生48Q11焊接作業之方法和作業環境管理之實施否？另那些安全衛生須注意？48焊 接 焊 接初中物質溶解之溫度 何謂焊接？ 焊接是利用未滿4500C融點之軟化焊錫、運用其在金屬面間的毛細管現象來作接合金屬面。金属焊錫液体毛細管現象 図焊接之概要圖 （注）1) 毛細管現象：當液體在細小管中，管中的液面會比外面的液面高的現象而言，溶融的焊錫在接合金屬間，會僅朝其間隙間流動，此為毛細管現象。焊 接 焊接之目的 焊接使用於何處？另為何使用？連接器 焊接，金屬的接合使

7、獲得電氣導通的埸合，在低溫下金屬之間的接合的埸合，另在不良零件的取下Chip小零件替換也適用此工作方法之埸合，焊接使用之目的如下所示： (1)電氣的接續：兩種金屬之間的接合使容易得到電氣的導通之埸合。 (2)機械的接續：兩種金屬之間的接合兩者間位置關系的固定。 (3)密閉的效果；接合的部份防止水、空氣、油等進入之埸合。 【参考】除了上面所記的表面處理之效果，另外有下面所記的效果。 (1)防銹效果：鍍錫鉛，塗布錫鉛（薄薄的覆蓋一層錫鉛），使金屬表面具備防銹處理的效果。 (2潤濕性效果：金屬表面鍍上一層錫鉛，錫鉛的塗布使潤濕性增加。焊接 焊接之特徵中初 焊接之工作特徵為何？焊接之使用其優點如下：

8、(1)作業性； 低成本容易接合。 (2)零件更換：故障的零件很簡單可以取換（取下裝上）。 (3)零件之安全性：由於在低溫短時間作業的，不耐熱的零件在接合時能不會受損。 (4)一起多點，大量接續：PCB板上多處接點可以同時焊接。焊接原理 焊接的条件初中焊接必須滲入金屬層之間。 焊接接合方法的必要條件為何？ 執行焊接接合的2個必要條件。 【第一個条件】首先與金屬面接觸時溶融的焊錫擴散流動為其必要性，此現象稱之為”潤濕”。 【第二個条件】溶融的錫鉛在金屬面上再擴散的必要性，此現象稱之為”擴散”，另外相互金屬間作用，產生合金層作用的必要性。合金層之厚度為重要交界處銅線焊錫(焊錫面)銅箔 (母材面)：S

9、n(錫)， ：Pb(鉛)，：Cu(銅)）潤濕典型）擴散之典型 図 潤濕擴散之典型机水水机上広 （注） 1潤濕：當液體接觸到固體時的流動稱之，此性質與金屬之種類，金屬表面之乾凈度和表面之粗糙之條件不同而變化。2) 拡散：在十分高的溫度下，固體內的原子在固體內流動稱之。良好合金層無法出來不知道融接之原理、原則。墨水點到杯子內似的墨水會擴散很難且無法確認出來合金層的外觀。初焊接之原理 優良的焊接中 優良的焊接有那些的外觀？ 以下為外觀上所見之優良焊接。 (1)錫鉛流動良好，像長裙襬似的延伸，此與錫鉛之潤濕和錫鉛量是否恰當有關。合金屬之厚度薄色為鉛色，厚的色為白色 (2)焊墊之光澤、鮮艷、光滑，此為擴

10、散後有否生成之合金層及是否適切的顯示之表示。 (3)錫鉛的焊層厚度必須薄薄的，理想的合金外層線如想像的此為加錫鉛量是否適切的表示。 (4)接合形狀的外觀不可見到異常，錫裂即為錫量不足，針孔之缺點等均表示不可以的。 以上的内容匯集外觀上的良好焊接典型如圖2.2所示。事件加錫面此間的角度的加錫面較良好超過被焊線徑的一半以上：接触角：加錫面終端和被焊線外形間之接触角 図 外観上優良焊接的典型1)加錫面：零件的端子和基板的焊墊之間的切線所形成的焊接部份。2)針孔：焊接的接合部位造出的小孔。焊接之基礎 焊接之作業條件初中要達到優良焊接的目的，有哪些必要的作業條件？ 優良的焊接作業匯成以下之三個必要之條件

11、，如果這些條件之一，不十分良好的焊接作業條件時，將來分析不合格的原因時要特別注意。 (1)接合的金屬之表面是否良好的清潔？ 接合金屬表面的氧化膜及各種臟污存在，錫鉛無法潤濕，因此，氧化膜除去為必要性。其他砂紙等機械式除法。氧化膜用助焊劑（參照Q3.5）除去油脂及各種臟污用清洗劑除去。 (2)錫鉛的加熱條件是否在適當的溫度范圍之內？ 加熱在接合金屬的溫度比錫鉛的融點低，錫鉛在金屬表面無法溶解，加熱溫度的低或是高，會影響到接合強度，適當的加熱溫度范圍是必要的。(Q6.3参照)合金層的厚度會對強度產生變化。 (3)錫鉛供給量是否適當？（Q2.2参照） 接合部位如果很大，就必須較多量，合致且適宜的錫鉛

12、，會產生焊接強度的問題。錫鉛量多好，量太少則焊接強度低。 三個焊接條件請參考閱2.3之表示。）氧化膜和臟污氧化膜髒汚表面清浄除去）適當的加熱）適當的焊錫量烙鐵接合之兩方面錫絲適當的加錫面母材図焊接的3條件焊接之材料同 錫-鉛系列焊接之性質及用途性質用途中初 常使用的錫-鉛系列焊錫的性質及用途為何？酒杯（固体）液体液体在固体上吸附寄托。 電子電氣制品的焊接，通常使用錫-鉛系列的焊錫，錫之融點低（融點2320C）,與銅的接合性良好，與鉛之合金化可改良其接合性。比錫鉛單體的強度還好。 ）融点低作業性良好。 ）機械的特性（強度）良好。 ）表面張力低下，錫鉛的流動性增加。 ）增加防止氧化膜生成的效果。

13、錫鉛系列焊錫在電氣的接續上使用時，通常為錫50-63程度 在此范圍的錫鉛的主要性質和用途，整理如表3.1所示。 表3.1 焊錫之種類的性質及用途 組成(質量%) 種類 性質 用途 錫 63 融點低作業容易 自動焊接用電子機器 錫 60 機械的性質良好 一般零件之機械的接合 電子機器配線之接合等 錫 50 加錫量大容易 一般配線之接合 機械的強度的要求的接合之場合 【参考】橫向延伸擴張時的力量 錫鉛的性質與銅、錫、鉛之比較於下表。容易電器導通 融 点 電気伝導度 引張強度 延展 銅為100% kg/mm2 銅（標準値） . 錫鉛 . . 錫 . . 鉛 . .（注）1)表面張力：氣體液休，固體及

14、其他之氣體、固體之交接處，此交接之處的活動力。焊接材料 焊錫系列焊接之狀態圖中錫鉛系列焊錫的狀態圖的說明。 錫鉛系列之狀態圖（圖3.1）錫鉛的配合比之溫度和液相、固相，其他金屬之狀態的變化表示在此場合，錫鉛二個成份元素，二種合金狀態圖。一般的金屬的單獨比較，其合金方面的融點都有較低的性質，錫鉛系列焊錫的場合也一樣，錫融點2320C，鉛融點3270C之單體融點，而錫鉛合金之方面的融點較低。錫63（重量比）和鉛37重量比的合金，融點1830C就會溶解，這是錫鉛系列焊錫的最小的融點，共晶化焊錫之稱乎。n 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100b 100 90 80 70 6

15、0 50 40 30 20 10 0配合重量比（重量mass%）380327300200183100温度()融点232 (融点)L（液状態）液相線abc液相線固相線(半溶融状態)共晶線共晶点edfg溶解度曲線固溶体固溶体溶解度曲線固相線(固溶体)物質完全液化物質溶始 至為半溶融狀態完全無液體（粘土狀）線abc以上為完全之液體，線abce以下為完全固態。錫鉛開始溶解共晶線上之組成(%)各点n Pb点61.9 38.1点19.5 80.5点97.5 2.5図錫(n)鉛(b)系之状態図 （注）1) 図.表示錫-鉛狀態圖，其共晶點b之組成錫61.9%，鉛38.1%通常組成的錫為63%,鉛37的共晶焊錫

16、.初焊接之材料 焊錫之形狀中 焊錫有那些形狀？ 另其用途為何？焊錫使用的場所，焊接方法如圖3.2所示之各種焊錫之制造方式。. (a) 錫絲 (b) 錫膏 (d) 錫鉛棒 （糊状） （塊状） 用途：徒手焊接 用途：回焊焊接 用途：波峰焊接之焊接 図 焊錫之形狀及其主要的用途焊接之材料 內加助焊劑的焊錫 內加助焊劑的焊錫對焊錫有何功能？ 助焊劑滲入之焊錫，圖3.2.1表示，焊錫絲的焊錫中心有一芯或者多芯的固態助焊劑之填充，加熱時在低溫（1600C）助焊劑先流出來將金屬表面的氧化物除去後，焊錫溶融（1830C）在接合處產生潤濕的竅門。焊錫用的助焊劑的加入的是活化性的樹脂，其含量約1-3.5採用之。

17、助焊劑焊錫 図 內加助焊劑的焊錫絲之斷面圖例焊接之材料 錫 膏初中Q.3.3.2:錫膏如何用在焊接上？ 錫膏主要以錫粉和助焊劑合成糊狀構成的，助焊劑的比，以重量8-15的混合比加以使用，而糊狀的助焊劑的主要成份為鬆香、溶劑，加速劑活性劑等組成，錫粉的形成如圖3.3.2之球形物或不定形物。使用助焊劑的作用？藻的液狀成份 焊錫粉之形状， 図 有球形物及不定形物。(a) 球形錫鉛粉末(b) 不定形的錫鉛粉末顕微鏡下之照片図 錫鉛粉的形状例子助焊劑的成份（注）1) 鬆香：松，杉等針葉樹之樹脂的精制物，有清凈化作用。2) 加速剤：使錫膏在印刷時的粘度低，印刷後的粘度變為高。焊接之材料 錫鉛棒 錫鉛棒如何

18、使用在焊接上？錫鉛棒為棒狀的焊錫溶於錫鉛槽在波峰焊接上使用。 同様的用途，焊錫也有的做成 球狀。焊接之材料 不純物對焊錫的影響中不純物對焊接為何產生影響？ 焊錫之不純物指在焊錫的精制過程中的未除去之不純物混入焊錫內，或是在焊接時制程內之其他金屬溶解之污染物在雙方都有。前者，一般的JIS規格都有規定，通常都是後者構成的問題。 另前者中之不純物的對作業接合性是沒有害的，又有時某分量的參入對焊錫的特性作有利的改善，單純的不純物是無法處理的物質， 表.是對焊接有不良影響之不純物有關之整理，一般不純物中的特別是鋅、鋁、鎘 0.002以上含量時對外觀性、接合性、流動性都有顯著的妨害。 表.不純物對焊錫之影

19、響。 不純物 不純物對焊錫之影響 強度増加，.不溶解性化合物之生成，粘性增加，PCB板氣孔及冰柱之生成。 (銅) 微量時焊錫的流動性降低光澤消失，PCB板的氣孔及冰柱產生。 (鋅) 微量時焊錫的流動性降低光澤消失，特別是氧化性加強。 (鋁) 類似鋅的癥狀產生。機械的粘性增強，沖擊值降低，成品的外觀變白 (金) 拉伸強度增加且變脆電氣抵抗增加，在添加為4以下時硬度增加。 (銻) 會變硬變脆，融點下的光澤變差，少量添加時可增加耐寒性。 (鉍) 場合。焊錫表面變黑，流動性變差。 (砷)少量在飽和的焊錫中溶解，使帶有磁性。 (鉄)焊接材料 助焊劑的三種作用？中初 助焊劑的作用為何？ 助焊劑，拉丁語是流

20、動的意味之稱呼，一般金屬表面常被氧化皮膜覆蓋住，必須用種種方法除去，空氣中漂流有酸氣產生氧化。從而，溶融的焊錫母材表面的潤濕的目的，必須把母材表面的氧化物除去，同時必要防止其再氧化的產生，因為此目的，所以使用助焊劑。助焊劑的作用（1）.清潔化作用：金屬表面的氧化物及臟污以化學的溶解除去之。（2）.防止再氧化作用：焊接時加熱時急速的氧化作用在進行，其將金屬表面包住，遮斷空氣以防止再氧化產生。(3).表面張力降低之作用：焊接的表面張力降低，以促進潤濕之效果。（注）1. 表面張力：液體的表面產生收縮的形態（表面面積最小的形狀為球）所能承擔的力為最恰當。因而，液體表面呈現薄膜擴張的現象。（PCB印刷線

21、路板的基礎知識PCB之功能及種類中初 PCB有那些功能？另有那些種類? 図.為SMT裝配用PCB之實例。 PCB板有下列之功能。 1) 多數的電子零件之承載。 2) 搭載的電子零件相互間的電氣連接。 3)相鄰連接的回路間的絕緣。依PCB板的導體回路構成的觀點，有下列的分類方式。 (1)單面PCB板：單面導體構成。 (2) 雙面PCB板；雙面導體構成，貫通孔把兩面的線路導通。 (3) 多層PCB板：在雙面板之內部還有其他導體之形式，多層板的各層間的連續也是用貫通孔來連串。R11192021161817151314rr1291011SOPQFP図SMT用之PCB的外觀例子PCB的基礎知識 PCB的

22、表面處理中PCB之表面處理否，什麼方法處理？ PCB板主要表面處理的方法，如表4.1所示，焊錫塗布，預上助焊劑化學防銹處理，無電解鎳、鍍金、鍍錫鉛等。 插入實裝的場合，焊錫的熱氣噴錫為主要的處理，而在SMT場合，表面零件的搭載，著重在平坦度，一般主流以化學防銹處理及耐熱預上助焊劑。 其他高信賴性的要求時，用高價的化學鍍鎳、鍍金處理等化學處理。 表PCB的主要表面處理方法 表面処理之種類 表面之設計(膜質厚度) 特 徴 共晶焊錫 接續之信賴性良好 焊錫塗布 140 錫鉛量較大，對狹小幅寬者較不好 （Pitch 小易產生短接現象） 預上助焊劑 樹脂被膜 耐熱性之改良且對狹小幅寬者之實 数 裝之實用

23、化有改進 化学防銹處理 銅錯体被膜 耐熱性不足 1.0以下 僅用在單面板裝配使用 化學鎳、金電鍍 鎳 數u m 免洗適合於較高之成本 金；0.030.1 鍍錫鉛 共晶焊錫 錫鉛量之散布較少 120 為錫鉛組成之鍍層 （注） 1) 預上助焊劑：鬆香系列之耐熱樹脂皮膜之塗布和氧化防止之被覆之物 2) 熱空氣噴錫處理：溶融形態之錫鉛浸泡後，用高溫、高壓的空氣把不要的部份的錫鉛吹走，使形成的 錫鉛的皮膜的厚度均一。電子回路零件電子回路零件的種類中初 電子回路零件有那些種類？ 表.為電子回路零件之種類及機能之概要的說明，回路零件之大部份為一般電子零件之主動之元件部份。 主動元件是收發信號之增幅，御制、記

24、憶及各種信號處量，交換主能動的機能，為零件的特有面一般電子零件是指沒有能力機能的零件的統稱。 一般電子零件的機能分類為被動之件，機能零件，接續零件及變換零件之分類。主動元件是能動原子的形狀，原子的積集之尺寸分類有個別半導體，積體電路，混成積體電路（CMOS）之分。 表.電子回路零件之分類 零件之種類 機能 代表的零件 代表的回路零件，入力信 抵抗器，電容器、電感線圈一 般 電 子 部 品 被動元件 号的特性之変化， 電流 可變電容器、液晶過濾波器， 電圧之控制。 陶瓷濾波器。 周波数，時間軸等之入力信号 表面聲波濾波器 機能部品 的特性之変化機能。 部品，回路，機器之相互間的 接続部品 信号之

25、接續、切換、切断等 開關、連接器、延遲開關、PCB板 線板。 入力信号之不同能量 麥克風、擴音器、磁？加熱器、加熱器、 変換部品 系列之変換。入出力信号之 感應器、馬達 最近電気系列之產品。 入力信号之増幅，控制，変換，電晶體、二極體、功率晶體、LED能 動 部 品 個別半導体 記憶，各種処理主動的 ，半導体、雷射。 機能。 原子等之物。 集積回路 上記機能的原子之複数個 類比IC、數位IC IC 集積化，一体化之物。 ，微型 ， 能動原子，受動原子，膜原子 厚膜混成，薄膜混成IC 混成集積回路 在基板上集積之物 CMOS ，能動的機能。電子回路零件 電子回路零件之形状初中電子回路零件的形態有哪些？ 電子回路零件的形態，依實裝形態分為插入型SMT型，裸晶零件3大類。図是實裝形態的電子回路零件的分類。形状例 丸腳（軸形腳） 一般電子 扁腳 零件 挿入零件 異形腳零件 單排包裝 Single Inline Package 主動元件 雙排包裝 Dual Inline Package 矩陣腳包裝 Pin Grid Array電子回路零 件 角形Chip零件一般電子 零件 圓筒Chip零件 SMT零件 異形Chip零件 () 迷你型 小外型包裝SOP主動元件 Small Outline Package 四面平腳包裝QFP Quad Flat Package