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～30°
，为良好的润湿，是合格的焊点。
从以上可以看出，焊点形成的优劣取决于焊料和焊剂的性能，以
及被焊金属的表面状态，同时也取决于焊接工艺条件和操作方法。
3.2焊点（合金层）的形成——金属间扩散作用
熔融材料润湿被焊金属时，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。
任何金属内部都不是完全致密的，在晶格内部或晶格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可以以其平衡位置为中心进行不停的热运动，这种运动随温度的增高，其频率和能量也逐步增高，当达到足够的能量和温度时，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。
如进行铜和铜合金焊接时，在一定的工艺条件下，焊料中的锡原子和
被焊金属铜原子都会扩散到金属接触面，形成铜锡合金Cu5Sn6、Cu3Sn）。
金属间的扩散速度和扩散量，与温度和时间密切相关，因此，在
焊接技术中，焊接温度和焊接时间等工艺是保证焊接质量达到可靠连
接的重要条件。
另外，焊接时能否形成合金层还取决于被焊金属与焊料之间亲和
力的大小有关。
亲和力大，则生成金属化合物（合金层）；
亲和力小，
则生成固溶体；
亲和力特别小，则生成混合物。
这说明焊料润湿被焊
金属与被焊金属本身特性有关，在电子导电材料中，大多采用Cu、
Au、Ag等材料和镀层，就是为了提高焊料对被焊金属的润湿能力。
四、提高焊接质量的对策
根据以上对焊接机理的分析，我们知道电子产品的焊接过程是一
项复杂的物理化学变化过程，焊点的形成是综合作用力的结果。
由此，
提高焊接质量的对策是：
1、必须保持一个清洁的接触表面；
2、要想办法降低焊料的表面张力；
3、要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。
第二章焊接材料
焊接材料包括焊料和焊剂两种，即连接金属的焊料和清除金属表面氧
化物的焊剂。
一、焊料
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。
1.2Sn-Pb合金焊料
1.2.1Sn-Pb合金金属相图
327
液相线
L（单相区）
232
α
α+L
b
β+L
181
Sn19%
固相线
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℃。
1.2.2Sn-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。
1.2.3Sn-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
成分（%）
杂质含量（%）
号
锡
锑
铅
铜
铋
砷
铁
硫
锌
铝
其它
SnPb
59-61
＜0.8
余
0.08
0.1
0.05
0.02
0.002
量
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。
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。
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
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：
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）
助焊剂有机系列有机卤素（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：
被
金
热分介
活
去膜
属
焊
性
氧
化
物
润
扩
剂
湿
展
料
2.2.1焊剂的化学作用
利用焊剂的活性，清除金属表面的氧化物，因此，焊剂的化学
作用主要表现在亲氧性方面，即在达到焊接温度前充分地使金属表面
的氧化物还原或置换，形成新的金属盐类化合物。
下面以松香为例，
对焊剂的化学作用进行分析。
松香是电子工业中最常用的焊剂，松香中的有机酸的主要成分是松香酸，而松香酸在170℃时，活性表现充分，靠本身的功能基因胫基起助焊作用，以达到去除金属表面氧化物的目的。
其化学反应如下（以焊接铜金属为例）：
CuO+2C19H29COOH→Cu（C19H29OCO）2+H2O
上式为氧化铜和松香酸在加热条件下，生成松香酸铜（金属盐），它只是一瞬间生于焊盘周围，而松香酸铜受热分解，除生成活性铜外，还可以从松香酸铜中取得[H]+，从而形成胫基基因，重新聚合为松香酸。
Cu（C19H29OCO）2→C19H29COOH+Cu
生成的活性铜可以与熔融焊料反应生成铜锡合金。
Cu+Sn-Pb→Cu-Sn-Pb
2.2.2焊剂的物理作用
焊接时使用焊剂能降低焊料的表面张力，从而提高焊料对被焊
金属的润湿能力。
如，共晶焊料的表面张力为49Pa,使用松香焊剂时
表面张力为39Pa,若用氯化锌时表面张力降为33.1Pa。
同时，焊剂可以改善焊接时的热传导，很快达到热平衡。
因焊接
表面有一定的粗糙度，焊接面谷点的间隙内有空气存在，起着隔热作
用，施加焊剂后，间隙内被焊剂填满，加快了热量传递并建立热平衡，
保证了焊接质量。
2.3焊剂的性能要求
1、焊剂中各组份之间不应因相互作用而降低助焊性能，储存时
有长期稳定性；
2、表面张力比焊料小，润湿扩散速度比焊料快；
3、焊剂熔点应低于焊料，在加热过程中有一定的热稳定性；
4、焊接时焊剂的活性发挥充分，而在常温下化学性能稳定，无
腐蚀性；
5、存放或焊接时不会产生有毒、有强烈臭味的气体；
6、焊剂的电气性能优良，绝缘电阻高，残留物容易清除。
第三章焊接工具——电烙铁
一、电烙铁的分类
按加热方式，电烙铁可分为直热式、感应式、两用式和恒温式等几种。
1.1直热式电烙铁
为单一焊接使用的电烙铁，最常使用，它可分为内热式和外热式两种。
1、内热式电烙铁
内热式电烙铁的发热元件在烙铁头的内部，从烙铁头内部向外传
热，所以被称为内热式电烙铁，如下图所示
2、外热式电烙铁
外热式电烙铁的发热元件在烙铁头外，如下图所示
1.2感应式电烙
感应式电烙铁也叫速热烙铁，俗称焊枪。
它里面实际上是一个变
压器，这个变压器的次级一般只有一匝。
当变压器初级通电时，次感
应出的大电流通过加热体，使和它连接的烙铁头迅速达到焊接所需要
的温度。
这种烙铁的特点是加热速度快，一般通电几秒钟，即可达到温度，
不需要持续通电。
它的手柄上带有开关，工作时只需按下开关几秒钟
即可进行焊接，适用于断续工作。
1.3两用式电烙铁
即焊接和拆焊两用的电烙铁，又称锡电烙铁。
它是普通直热式电烙铁上增加吸锡结构组成，具有加热、吸锡两种功能。
也可将吸锡器做成单独的一种工具。
1.4恒温电烙铁
该种电烙铁又分为自动和手动两种。
手动实际上是将电烙铁接到一个可调电源（如调压器）上，由调压器上的刻度可以确定调定烙铁的温度。
自动恒温电烙铁一种是依靠温度传感元件监测烙铁头的温度，并通过放大器输出的信号放大，控制电烙铁的供电电路，从而达到恒温的目的。
另一种是强磁体传感器磁性在某一温度时的磁性消失的特性达到恒温的目的。
二、电烙铁的合理选用
2.1选用原则
1、必须满足焊接所需的热量，并能在操作过程中保持一定的温度；
2、温升快、热效率高，在连续操作时温度下降不多；
3、电气、机械性能安全可靠；
4、质量轻，操作舒适，工作寿命长，维修方便；
5、烙铁头形状要适应焊接空间的需求。
2.2选择依据
焊接对象及工作性质
烙铁头温度（室
选用烙铁
温、220V电压）
一般印制电路板、安装导线
300～400℃
20W内热式、30W外热式、恒温式
集成电路
20W内热式、恒温式
焊片、电位器、2-8W电阻、大电解电
350～450℃
35-50W内热式、恒温式50-75W
外热式
容器、大功率管
8W以上大电阻、φ2mm以上导线
400～550℃
100W内热式、150-200W外热式
汇流排、电阻板等
500～630℃
300W外热式
维修、调试一般电子产品
20W内热式、恒温式、感应式、两用式
三、烙铁的正确使用方法
3.1新烙铁使用前的处理
新烙铁在使用前要进行处理后，才能使用。
方法是：
先用纱布（对
于旧烙铁可用细锉刀）对烙铁头进行打磨，露出新鲜表面（除去表面
氧化层），在松香水中浸一下；
然后接通烙铁头电源，待烙铁热后，
在木板上放些松香并放一段焊锡，烙铁上沾上锡，在松香中来回摩擦，
直到烙铁头修理面均匀镀上一层锡焊为止。
也可以在烙铁头沾上锡后，在湿布上摩擦，再沾锡，反复磨檫。
直到烙铁头上均匀涂上一层锡为止。
该方法同样适用于使用后旧烙铁的处理。
3.2烙铁的握法
1、正握法：
适用于中功率烙铁或带弯头烙铁的操作。
2、反握法：
适用于大功率烙铁的操作。
3、握笔法：
适用于操作台上焊接印制板等组件。
第四章焊接工艺
一、焊接的条件、
1、被焊金属材料、元器件具有良好的可焊性能；
2、被焊金属材料、元器件引线表面清洁、无氧化；
3、焊料的成分和性能符合焊接要求，印制板焊接采用Sn63Pb37型锡
丝；
4、助焊剂使用适当，在使用松香焊锡时一般不需要添加助焊剂；
5、选择适当功率的电烙铁，保证焊接时所需的温度；
烙铁头头部温度一般控制在300±
10℃。
烙铁一般采用30W，对
引线较粗，焊盘较大或焊盘接有面积较大印制导线时应采用50W（内
热式）。
6、焊接时间适当，一般2～3s（一个小焊点）；
7、操作方法正确，熟练掌握焊接技术和要求。
二、焊接的方法
2.1焊接的二种方法介绍
1、三步法
本方法适用于热容量小（散热慢）的元器件的焊接。
具体方法如下表：
2、五步法
本方法适用于热容量大（散热快）的元器件的焊接。
具体方法如下表：
2.2焊锡丝的拿法和熔化方法
2.2.1焊锡丝的拿法通常分连续操作和断续操作两中情况。
2.2.2焊锡丝的熔化方法如下图所示。
2.3焊接操作的基本步骤
1、准备拖焊：
左手拿焊锡丝，右手握烙铁，进入备焊状态。
（要求：
烙铁头保持干净，无氧化物，并在表面镀有一层焊锡。
）
2、加热焊件：
烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体。
（对
于印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触焊盘和元器件
引线。
3、送入焊丝：
焊件的焊接面被加热到一定的温度时，焊锡丝从烙铁
对面接触焊件。
（注意：
不要把焊锡丝送到烙铁头上。
）
4、移开焊丝：
当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°
方向移开焊丝。
5、移开烙铁：
焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上方45°
方向移开烙铁，结束焊接。
2.4焊接操作的具体方法
在保证得到优质焊点的目标下，具体的焊接操作手法可因人而异。
下述这些前人总结的方法，对初学者的指导作用是不可以忽略的。
1、持烙铁头的清洁。
在烙铁架上随时蹭去杂质，也可用湿布和湿
海绵随时擦拭烙铁头。
氧化、污染严重的的普通烙铁（长寿命烙铁除
外），可用锉刀锉去表面氧化层和污物。
2、靠增加接触面积来加快传热。
有初学者为加快焊接，企图用烙
铁头对焊接面施加压力，这是不对的。
正确的方法是：
要根据焊件的
形状选用不同的烙铁，或者自己修整烙铁头，让烙铁头与焊件形成面
的接触不是点或线的接触，这样就能大大提高工作效率。
3、加热靠焊锡桥。
在非流水作业中，焊接的焊点形状是多种多样
的，不可能不断更换烙铁头，要提高加热的效率，需要有进行热量传
递的焊锡桥。
所谓焊锡桥，靠烙铁头上保留少量焊锡，作为加热时烙
铁头与焊件之间传递的桥梁。
由于金属溶液的导热效率远远高于空
气，使焊件很快被加热到焊接温度。
应该注意，作为焊锡桥的锡量不
可保留太多，以免造成焊点误连。
4、烙铁撤离有讲究。
烙铁的撤离要及时，而且撤离时的角度和方
向与焊点的形成有关。
5、在焊锡凝固之前不能动。
不要使焊件移动或受到振动，特别是
用镊子夹住时，一定要等焊锡凝固后再移走镊子，否则极易造成虚焊。
6、焊锡用量要适中。
选用焊锡的直径要略小于焊盘直径。
焊接时
焊锡不能过多，也不能过少，过多不但会浪费较贵的焊锡，而且还会
增加焊接时间，特别容易造成短路；
过少则不能形成牢固的结合，同
样是不利的。
特别是焊接印制板引出导线时，焊锡不足，极易造成导
线脱落。
7、焊剂用量要适中。
适量的助焊剂对焊接非常有利。
过多的松香
助焊剂，焊接后势必需要擦除多余的焊剂，且延长了焊接时间，降低
了工作效率。
当加热时间不足时，又容易形成“夹渣”的缺陷。
焊接
开关、接插件时，过量的焊剂容易流到接触点处，会造成接触不良。
适当的焊剂量，应该是松香水仅能浸湿将要形成的焊点，不会透过印
制板流到元件面或插孔里。
对使用松香芯焊锡丝的焊接来说，基本上
不需要再涂松香水。
8、不要使用烙铁头作为运载焊料的工具。
有人习惯用烙铁头沾上
焊锡再去焊接，结果造成焊料的氧化。
因为烙铁头的温度一般都在
300℃左右，焊锡丝中的焊剂在高温中容易分解失效。
2.5焊接中注意事项
1、烙铁和人体应有接地线，工作台要有防静电措施。
2、烙铁头的温度和焊接时间要适当，如在规定的时间内未焊好，
应等焊点温度冷却后再复焊，若再焊不好应停止焊接，检查原因，多
次焊接的焊点应加新焊锡。
3、注意烙铁头的形状，烙铁头与被焊件接触角度、接触面积、接
触压力、撤回烙铁的方法。
烙铁头头部应随时保持有锡在上面，并经
常保持清洁。
4、对引线较多的元器件应按对角线的方法焊接，先预焊对角线焊
脚，固定其位置，然后依次焊接其余焊脚。
5、手工焊接的元器件应按规定顺序插装，插装一部分，焊接一部
分，插装后应先预焊固定位置后，进行正式焊接。
6、焊接过程中，在焊料尚未凝固时，不应触动焊接点，焊接过程
中不应对周围的元器件、导线、印制线路板产生热损伤。
7、注意安全，不焊接时应关掉烙铁电源，烙铁放置位置正确，防
止烧伤人和产品，远离易燃物品。
8、焊接过程中，不应乱甩烙铁头的焊锡，焊接完毕及时清除导线
头、锡渣等多余物。
手工剪脚时应避开其它产品，将印制板侧立剪脚，
防止落入产品内造成隐患，对焊点周围的脏污应用清洗剂局部擦洗。
9、对热敏元件或遇热易损元器件、导线的绝缘层，特别是粗导线
的绝缘层，焊接时应采取散热措施。
导线端头，大面积焊盘焊接前应
预先上焊锡后进行正式焊接。
焊接、检焊过程中严防金手指部位弄上
焊锡和其他污物，严防金手指损伤。
10、对引线氧化表面沾污的元件，必须在焊接前去除氧化层和污物，
去除方法用小刀轻轻刮去氧
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