材制视角 | 竞赛专辑 电子封装技术
初转载于 爱学习的 青春材制 2020-10-12
我们离电子封装技术并不遥远
在我们日常的工作和学习当中，电子产品占据了一个必不可少的位置。而随着电子技术的发展与应用，电子制作这个听起来就有些距离感的单词，也早已渗透进了我们生活中的方方面面。
电子制造包括电子产品从市场分析，经营决策，工程设计，加工装配，质量控制，销售运输直至售后服务的全过程。而电子封装是指从电路设计的完成开始，根据电路图，将裸芯片，陶瓷，金属，有机物等物质制造成芯片，元件，板卡，电路板，最终组装成电子产品的整个过程。主要是在后道工序中完成。
电子元器件是指完成某一电子，电气或机电功能，并由一个或几个部分构成而且一般不能被分解或不会被破坏的某个装置。电子元器件又分为元件与器件。元件是指在工厂生产加工时不改变分子成份的成品，如电阻器，电容器，电感器等。它们本身不产生电子，对电压，电流无控制和变换作用。元件又包括电器元件和机电元件。器件是指在工厂生产加工时改变了分子结构的成品，例如晶体管，电子管，集成电路等。它们本身能产生电子，对电压，电流有控制，变换作用（如放大，开关，整流，检波，震荡和调制等），又称电子器件。
电子组装的核心是焊接技术
电子焊接是通过熔融的焊料合金与两个被焊接金属表面之间生成金属间合金层（焊缝），从而实现两个被焊接金属之间电气与机械连接的焊接技术。焊接并不是通过熔化的焊料将元气件的引脚与焊盘进行简单的粘合，而是焊料中的锡与另一金属发生了化学反应，产生了新的介质化合物。焊接的目的是拥有良好的电器导通与持久的机械连接。焊点是元器件与印刷电路板电气连接和机械连接的连接点。焊点的结构和强度就决定了电子产品的性能和可靠性。
软钎焊与硬钎焊
在焊接学中，我们把焊接以450℃的焊接温度为界点分成软钎焊与硬钎焊。
软钎焊是使用熔点不超过450℃的钎料，通过加热到低于母材熔点而高于钎料熔点的软钎焊温度而实现连接的一类连接方法。钎料通过毛细作用铺展在紧密贴合的连接表面上，或通过润湿作用铺展在工件表面上。
相比于硬钎焊，它具有以下特点：
(1)软钎焊可用烙铁、喷灯等普通热源进行钎焊，操作容易；
(2)加热温度低，母材金属的组织性能变化不大，可以使铜铝构件以任何方式焊接，其可能发生的膨胀、强度变化和变形都较小；
(3)钎焊生产率高，一次性能焊接几十至几千个焊缝，易于实现自动化生产；
(4)由于使用的钎料熔化温度低，钎焊时焊剂不易被烧焦且适合的焊剂化合物可选择的范围广。
而硬钎焊属于高温钎焊工艺。大多数硬钎焊温度在1200~1400F°（比软钎焊的温度高得多，但比熔焊的温度低得多）。与软钎焊一样，硬钎焊依靠毛细作用使接缝填满钎料。有许多不同种类的硬钎料合金，可以用来焊接几乎任何种类的金属或金属合金。
硬钎焊主要采用快速加热法，原因如下：
①某些钎料在熔化时有熔析现象，加热熔化速度快，熔析现象不严重；
②钎剂的活性作用时间有限，加热速度慢可能使钎剂在钎焊完成前就实效；
③缓慢加热使钎焊金属表面氧化严重，妨碍钎料铺展；
④缓慢加热将延长熔融钎料与母材的作用时间，形成界面金属间化合物或造成溶蚀等现象，使接头性能恶化。
手工焊接技术
尽管现代社会工业生产自动化水平逐渐提高，但手工焊接仍占有一席之地。目前现代化企业已经普遍使用自动插装、自动焊接的生产工艺，但产品试制、生产小批量产品、生产具有特殊要求高可靠性产品（如航天技术中的火箭、人造卫星的制造等）等目前还采用手工焊接。即使印制电路板结构这样的小型化大批量采用自动焊接的产品，也还有一定数量的焊接点需要手工焊接，所以目前还没有任何一种焊接方法可以完全取代手工焊接。
手工焊接是利用烙铁加热被焊金属件和锡铅焊料，熔融的焊料润湿已加热的金属表面使其形成合金，待焊料凝固后将被焊金属件连接起来的一种焊接工艺，故又称为锡焊。手工焊接一般分为五个步骤：
（1）准备施焊：准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。
（2）加热焊件：将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。
（3）熔化焊料：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。
（4）移开焊锡：当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。
（5）移开烙铁：当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。
尽管手工焊接具有设备简单，操作方便，能焊接任意位置任意材料的适用性，但同时它也对操作人员有着很高的技术要求。
手工装焊可以锻炼我们的基本技能，在到来的第二届“工大杯”电子封装技术大赛中，我们也期待着各位的风采！
参考资料：百度百科词条：软钎焊
百度百科词条：硬钎焊
百度百科词条：手工焊接
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撰 稿 人： 科协实践部 田坤卉
责任编辑：科协执行主席 韩飞洋
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