FPC排线焊接方法和原理

焊接是一门科学。其原理是用加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，然后借助助焊剂使其流入待焊金属，冷却后形成牢固可靠的焊点。
当焊料为锡铅合金，焊接面为铜时，焊料首先润湿焊接面，随着润湿的发生，焊料逐渐向金属铜扩散，在两金属之间的接触面上形成粘附层。焊料与金属铜，使两者牢固结合，因此焊料通过润湿、扩散和冶金结合三个物理化学过程完成。
1．润湿：润湿过程是指熔化的焊料借助毛细管力沿着母材表面的细小凸点和结晶缝隙四处流动，从而在待焊母材表面形成附着层，从而使焊料与母材的原子相互靠近，达到原子引力作用的距离。
导致润湿的环境条件：待焊接的母材表面必须清洁，无氧化物或污染物。 （润湿可以形象地比喻为：把水滴在荷叶上形成水珠，就是水不能润荷。把水滴在棉花上，水就会渗透到棉花里面，就是水能润湿棉花。）\ n2．扩散：随着润湿的进行，焊料和贱金属原子之间开始发生相互扩散。通常原子在晶格晶格中处于热振动状态，一旦温度升高。原子活动加剧，使熔化焊料中的原子与母材金属越过接触面，进入彼此的晶格晶格。原子的运动速度和数量由加热温度和时间决定。
3．冶金结合：由于焊料与母材之间的相互扩散，在两种金属之间形成中间层——金属化合物。为获得良好的焊点，必须在被焊母材与焊料之间形成金属化合物，使母材达到牢固的冶金结合。
2、助焊剂的作用
FLUX 一词来自拉丁文“流动”（Flow in Soldering）。助焊剂的主要作用是：
1、化学活性
为了获得良好的焊点，焊料必须具有完全无氧化物的表面，但是一旦金属暴露在空气中，就会形成氧化层。该氧化层不能用传统溶剂清洗。这时，必须依靠助焊剂与氧化层的化学作用。当助焊剂去除氧化层后，待焊物体的清洁表面即可与焊料结合。
助焊剂与氧化物之间的化学反应有以下几种：
1、第三种物质相互间发生化学作用；
2、氧化物被助焊剂直接剥离；
3、以上两种反应同时存在。
松香助焊剂去除氧化层，这是一种反应。松香的主要成分是松香酸（Abietic Acid）和异构二萜酸（Isomeric diterpene acids）。助焊剂加热时，与氧化铜反应生成铜松香（Copper abiet），为绿色透明物质，易溶于未反应的松香中，随松香一起去除。即使有残留，也不会腐蚀金属表面。
氧化物暴露于氢气的反应是典型的第二反应。在高温下，氢气和氧气反应形成水，还原氧化物。这种方法常用于半导体零件的焊接。
几乎所有的有机酸或无机酸都具有去除氧化物的能力，但大多数不能用于焊接。助焊剂除了去除氧化物外，还有其他作用。这些功能对于焊接来说是必不可少的，无需考虑。
2．热稳定性
助焊剂在去除氧化物时，还必须形成一层保护膜，以防止被焊物体表面再次氧化，直至接触到焊料。因此，助焊剂必须能够承受高温，在焊接操作的温度下不会分解或蒸发。如果分解，会形成溶剂不溶物，很难用溶剂清洗。 W/W级纯松香在280℃左右会分解，这点要注意。
3．不同温度下的通量活动
良好的助焊剂不仅需要热稳定性，还应考虑在不同温度下的活性。助焊剂的作用是去除氧化物，通常在一定温度下效果比较好的，比如RA助焊剂，除非温度达到一定程度，否则氯离子不会分解清理掉氧化物，当然温度必须在焊接的温度范围内。
当温度过高时，其活性也可能降低。例如松香超过600℉（315℃）时，几乎没有反应。此功能还可用于净化助焊剂的活性以防止腐蚀。应用中应特别注意加热时间和温度，以保证活性的纯度。
3、焊锡丝的成分和结构
我们使用的有铅SnPb（Sn63%Pb37%）和无铅SAC（96.5%Sn 3.0%Ag0.5%Cu）焊锡丝内部是空心的，这个设计是为了存放助焊剂（松香），这样助焊剂可在加入焊料的同时均匀加入。当然还有铅锡线。根据SnPb的组成比例有很多种，它们的主要用途也不同
焊锡丝的作用：满足元器件对电路的导电要求和元器件在PCB电路板上的固定要求。
四、电烙铁的基本结构
电烙铁：（1）手柄，（2）电热丝，（3）烙铁头，（4）电源线，（5）恒温控制器，（6）烙铁头清洁架 电烙铁的作用：用于焊接电子元件、五金线和其他金属物体的工具。
5.手工焊接工艺
1、操作前检查
(1)每天上班前3-5分钟将电烙铁插头插入指定插座，检查烙铁是否热。如果不热，首先检查插座是否插好，如果仍然不发热，应立即报告管理员。不要随意拆卸电烙铁，更不要用手直接接触电烙铁头。
(2)烙铁头氧化不平或带钩的烙铁头应更新： 1、能保证良好的导热效果； 2、保证被焊物的质量。若更换新烙铁头，加热后应擦去保养漆，并立即补锡保养。烙铁头的清洁应在焊接操作前进行。如果超过 5 分钟不使用电烙铁，需要关闭电源。海绵需要清洗。脏海绵含有金属颗粒，或含有硫磺的海绵会损坏烙铁头。
(3)检查吸锡海绵是否有水，是否干净。如果没有水，请加入适量的水（适量是指将海绵压到正常厚度的一半时有水渗出。具体操作是：湿度要求海绵完全湿润后，保持将其放在手心，五指自然合拢），应清洁海绵，脏的海绵含有金属颗粒，或含有硫磺的海绵会损坏烙铁头。
(4)人体与电烙铁是否可靠接地，人体是否佩戴静电环。
2、焊接步骤
烙铁焊接的具体操作步骤可分为五步，称为五步工程法。要获得良好的焊接质量，必须严格按照步骤进行。分步焊接是良好焊点的关键之一。在实际生产中，一个容易违反操作步骤的做法是，烙铁头不是先接触被焊部位，而是先接触焊锡丝，熔化的焊锡滴在未预热的被焊部位，这样，很容易造成焊点虚焊，所以烙铁头一定要与待焊件接触。预热被焊件是防止虚焊的重要手段。
3. 焊接要领
(1)烙铁头与两焊件的接触方式
接触位置：烙铁头应同时接触两个待连接的焊接部位（如焊脚、焊盘），烙铁头一般倾斜45度，避免只接触其中一个的焊接件。当两焊件的热容量相差很大时，应适当调整烙铁的倾斜角度。烙铁头与焊接面的倾斜角越小，热容量较大的焊接部位与烙铁头的接触面积越大，导热能力增强。例如LCD拉焊的倾斜角度为30度左右，焊接麦克风、马达、喇叭等的倾斜角度可以为40度左右。待焊的两个零件能同时达到相同的温度，被认为是一种理想的加热状态。
接触压力：当烙铁头与被焊工件接触时，应施加轻微的压力。热传导的强弱与施加的压力成正比，但以不对被焊工件表面造成损伤为原则。
(2)焊丝供应方式
焊丝的供应应掌握三个方面，即供应时间、地点和数量。
供货时间：原则上待焊部位温度达到焊料的熔化温度时，立即送出焊锡丝。
供电位置：应在烙铁与被焊部位之间，尽量靠近焊盘。
供货数量：视焊接部位及焊盘尺寸而定。焊料覆盖焊盘后，焊料可以高于焊盘直径的1/3。
(3) 焊接时间和温度设定
A、温度以实际使用为准。焊一个锡点4秒为宜，但不要超过8秒。通常观察烙铁头。当它变成紫色时，温度设置太高。
B、一般在线电子材料，烙铁头实际温度设置为（350~370度）；对于表面贴装材料（SMC），将烙铁头的实际温度设置为（330~350度）
C. 特殊材料，烙铁温度需特殊设定。 FPC、LCD连接器等应使用含银锡线，温度一般在290度到310度之间。
D、焊接大元件脚时，温度不要超过380度，但可以加大烙铁头的功率。
(4) 焊接注意事项
A、焊接前观察各焊点（铜皮）是否平整、氧化等。
B. 焊接物品时，注意焊点，避免电路焊接不良造成短路
4、运行后检查
(1)烙铁使用完毕，用海绵擦去烙铁头残留的锡。
(2)每天下班后，必须将电烙铁架上的锡珠、锡渣、灰尘等清理干净，然后将电烙铁放在电烙铁架上。
(3)将清洗干净的电烙铁放在工作台的右上角。
锡斑质量评估：
1.标准锡点
(1) 锡点应在内弧内；
(2)锡点应圆润、光滑、无针孔、无松香渍；
(3)必须有线脚，线脚的长度应在1-1.2MM之间；
(4)零件脚的形状表明锡具有良好的流动性；
(5) 锡环绕整个上锡位和零件脚。 

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