手工錫焊技術(shù)

1、第四章 手工錫焊技術(shù)手工錫焊是傳統(tǒng)的焊接方法，是電工實(shí)踐訓(xùn)練的一項(xiàng)基本技術(shù)。在電子工藝中，錫焊技術(shù)很重要，它不但能固定元件，而且能保證可靠的電流通路，焊接好壞將直接影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量。4.1 電烙鐵的正確使用電烙鐵是手工焊接的主要工具。它主要由烙鐵頭和烙鐵芯兩部分組成，烙鐵芯采用鎳鉻電阻絲繞在陶瓷管上制成。烙鐵芯直接用220V交流電源加熱。常用電烙鐵分內(nèi)熱式和外熱式兩種，外觀如1-4-1所示。內(nèi)熱式電烙鐵的烙鐵芯安裝在烙鐵頭的里面，發(fā)熱快，體積小且重量輕，但功率一般較小，適合焊接小元件。外熱式電烙鐵的烙鐵芯是在烙鐵頭的外面，加熱雖然較慢，但相對比較牢固。電烙鐵的功率有15W、20W、25W、3

2、0W300W等多種。一般來說電烙鐵的功率越大，熱量越大，烙鐵頭的溫度越高。應(yīng)根據(jù)焊接對象合理選用不同類型的電烙鐵。使用的烙鐵功率過大容易燙壞電子元器件或使焊盤從基板上脫落；如果功率太小，則焊錫不能充分熔化，焊點(diǎn)不牢固，易造成虛焊。一般印制線路板的焊接通常選用20W或25W的內(nèi)熱式電烙鐵。它的烙鐵頭是直的，頭端銼成一個(gè)斜面或圓錐狀的，適宜焊接面積較小的焊盤。焊接大焊件時(shí)可選用 100W 以上的大功率外熱式電烙鐵。烙鐵頭一般用紫銅材料制成。為保護(hù)在焊接高溫條件下不被氧化生銹，常將烙鐵頭經(jīng)電鍍處理，有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。(a) 內(nèi)熱式 (b) 外熱式圖1-4-1 電烙鐵 圖1-4-

3、2 烙鐵架 電烙鐵使用前要進(jìn)行清潔處理并上錫，具體方法是：將電烙鐵燒熱，待剛剛能熔化焊錫時(shí)，涂上助焊劑，再用焊錫均勻地涂在烙鐵頭上，使烙鐵頭各個(gè)面均勻的鍍上一層光亮的焊錫（俗稱吃錫）。電烙鐵經(jīng)過長時(shí)間使用后，烙鐵頭部會生成一層氧化物，這時(shí)不容易吃錫，可用砂布擦去或用小銼刀輕銼去表面氧化層，在露出紫銅的光亮后再進(jìn)行鍍錫處理。對于有鍍層的烙鐵頭，一般不要銼或打磨。使用電烙鐵焊接時(shí)要用焊錫和助焊劑。手工錫焊常采用含有松香芯的焊錫絲，其材料為錫鉛合金(錫63%，鉛37%)，這種焊錫絲的熔點(diǎn)較低(183)，而且內(nèi)含松香助焊劑，使用起來很方便。焊錫絲的直徑有0.5、0.8、1.05.0mm等多種規(guī)格，要根

4、據(jù)焊點(diǎn)的大小選用，一般應(yīng)使焊錫絲的直徑略小于焊盤的直徑。焊劑的作用主要是去除被焊金屬表面的氧化物，提高焊錫的流動(dòng)性，起到助焊的作用，同時(shí)又可保護(hù)烙鐵頭。常用的助焊劑是松香或松香水（將松香溶于酒精中）。電烙鐵使用注意事項(xiàng)：(1) 每次使用電烙鐵時(shí)必須保證電烙鐵頭是干凈的，并且在使用過程中經(jīng)常維護(hù)，保證烙鐵頭上始終掛上一層薄錫。烙鐵頭上焊錫過多時(shí)，可用濕布擦掉，不可亂甩。(2) 電烙鐵通電后溫度高達(dá)250以上，不用時(shí)一定要穩(wěn)妥放在烙鐵架上（見圖1-4-2），并要注意導(dǎo)線尤其是電烙鐵的電源線等物不要碰烙鐵頭，以免造成事故。但較長時(shí)間不用時(shí)應(yīng)切斷電源，防止高溫“燒死”烙鐵頭（被氧化變黑），不再“吃錫”

5、。(3) 電烙鐵使用中，不能用力敲擊，并防止摔落，以免震斷電烙鐵內(nèi)部電熱絲或引線而產(chǎn)生故障。(4) 操作完畢后，要及時(shí)切斷電源。盡量不要用斷電后的余熱焊接。4.2 手工焊接操作姿勢掌握正確的操作姿勢，可以保證操作者的身心健康，減輕勞動(dòng)傷害。焊劑加熱揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對人體有害。為減少有害氣體的吸入量，一般情況下，烙鐵到鼻子的距離應(yīng)該不少于20cm ，通常以30cm 為宜。電烙鐵有三種拿法，如圖1-4-3 所示。（1）握筆法，即大拇指、食指、中指三個(gè)手指拿住電烙鐵。此法適用于輕巧型的小功率電烙鐵，焊接散熱量小的被焊件。一般在操作臺上焊接元器件及維修電路板時(shí)，多采用握筆法；（2）正握法，適于中功率電

6、烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作，多用于線路板垂直桌面情況下的焊接；（3）反握法，就是用五指把電烙鐵的柄握在掌內(nèi)。此法的動(dòng)作穩(wěn)定，長時(shí)間操作不易疲勞，適于大功率電烙鐵的操作，焊接散熱量大的被焊件。(a) 握筆法 (b)正握法 (c)反握法圖1-4-3 電烙鐵拿法(a)連續(xù)焊接時(shí) (b) 斷續(xù)焊接時(shí)圖1-4-4 焊錫絲拿法焊錫絲一般有兩種拿法，如圖1-4-4所示。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛，而鉛是對人體有害的一種重金屬，因此操作時(shí)應(yīng)該戴手套或在操作后洗手，避免食入鉛塵。4.3 手工錫焊的基本步驟焊接前，電烙鐵要充分預(yù)熱并上錫，然后并對被焊接物體(即焊件)的金屬表面進(jìn)行清潔處理，如在引線上鍍一層錫或清除

7、焊接部位的氧化物等。焊件通常是元器件引腳、電路板焊盤和導(dǎo)線等。一般手工焊接操作過程可分為以下五個(gè)基本步驟，簡稱錫焊五步法，如圖1-4-5 所示。 準(zhǔn)備施焊：左手拿焊錫絲，右手握電烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)，見圖1-4-5 (a)。 加熱焊件：烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加熱整個(gè)焊件全體，時(shí)間大約為12秒鐘。對于在印制電路板上焊接元器件來說，注意烙鐵頭要同時(shí)接觸元件引腳和焊盤，保持焊件均勻受熱，見圖1-4-5 (b)。 送入焊絲：焊件的焊接面被加熱到一定溫度時(shí)，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件，見圖1-4-5(c)。 注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上！ 移開焊絲：當(dāng)焊錫熔化一定量散滿焊盤時(shí)，立即向左上45°

8、;方向移開焊絲，見圖1-4-5(d)。 移開烙鐵：待焊錫完全浸潤焊點(diǎn)后，向右上45°方向移開烙鐵，如圖1-4-5 (e) 所示，結(jié)束焊接。從第三步開始到第五步結(jié)束，時(shí)間大約也是1至2s。注意：烙鐵離開焊點(diǎn)后，焊錫還不會立即凝固，應(yīng)稍等片刻后才可移動(dòng)焊接元件，如果未凝固前移動(dòng)焊接件，焊錫會凝成沙狀，造成附著不牢固而引起假焊。(a) 準(zhǔn)備焊接 (b) 送烙鐵 (c) 送焊絲 (d) 移焊絲 (e) 移烙鐵圖1-4-5 錫焊五步法對于熱容量較小的焊件，例如印制電路板上的小焊盤，可以簡化為錫焊三步操作法，即將上述步驟2，3合為一步，4，5合為一步。如圖1-4-6所示。 準(zhǔn)備：同以上步驟一，見

9、圖1-4-6 (a)。 加熱與送焊絲：烙鐵頭放在焊件上后立即放入焊絲，見圖1-4-6 (b)。 去焊絲移烙鐵：焊錫在焊接面上浸潤擴(kuò)散達(dá)到預(yù)期范圍后，立即拿開焊絲并移開烙鐵，如圖1-4-6 (c) 所示。注意：移去焊絲的時(shí)間不得滯后于移開烙鐵的時(shí)間！(a) 準(zhǔn)備焊接 (b) 送烙鐵、焊絲 (c) 移焊絲、烙鐵圖1-4-6 錫焊三步法對于一般焊點(diǎn)而言，上述整個(gè)過程的時(shí)間不過2至3秒鐘，各步驟的節(jié)奏控制，順序的準(zhǔn)確掌握，動(dòng)作的熟練協(xié)調(diào)，需要通過大量的實(shí)踐操作練習(xí)才能逐步掌握。4.4 手工錫焊的技術(shù)要點(diǎn)焊接是一個(gè)在高溫下兩個(gè)物體表面分子相互浸透“擴(kuò)散”的過程，是讓溶化的焊錫分別浸透到兩個(gè)被焊物體的金屬

10、表面分子中，然后讓其冷卻凝固使之結(jié)合。只有嚴(yán)格控制好錫焊條件，把握好焊錫用量，才能得到良好的焊點(diǎn)。一、掌握錫焊條件為了保證焊接質(zhì)量，必須掌握好適當(dāng)?shù)暮附訙囟群蜁r(shí)間。其次，要保持烙鐵頭的清潔，做好焊件表面處理，焊件有污物或銹蝕都不能焊接。焊接時(shí)應(yīng)使電烙鐵的溫度高于焊錫的溫度，但也不能太高，一般經(jīng)驗(yàn)是烙鐵頭溫度比焊錫熔點(diǎn)高50較為適宜，以烙鐵頭接觸松香剛剛冒煙為好。焊接時(shí)間太短，熱量供應(yīng)不足，焊錫流動(dòng)性差，很容易凝固，造成焊點(diǎn)錫面粗糙，結(jié)晶粗脆，象豆腐渣一樣，形成虛焊。反之焊接時(shí)間過長，焊錫容易流淌，可能燙壞元件及印刷電路板或使元器件的焊點(diǎn)之間短路。在焊接時(shí)正確方法是用電烙鐵的搪錫面去接觸焊點(diǎn)，這

11、樣傳熱面積大，焊接速度快。不要將電烙頭在焊接點(diǎn)上來回移動(dòng)或者加力加熱。在保證焊料潤濕焊件的前提下，時(shí)間越短越好，一般不超過3秒鐘。在焊錫未凝固以前，不得搖動(dòng)焊接元件，以免造成虛焊。二、焊錫用量適中焊接點(diǎn)上的焊錫量要適中，太少了焊接不牢，機(jī)械強(qiáng)度差；用量太多容易造成外觀一大堆而內(nèi)部未接通，由于焊錫里外溫度不均而造成虛焊，同時(shí)容易引起相鄰焊點(diǎn)之間搭錫造成短路。焊錫應(yīng)該剛好將焊接點(diǎn)上的元件引腳全部浸沒，其輪廓又隱約可見為好，如圖1-4-7所示。(a) 錫量過多 (b) 錫量過少 (c) 錫量適中圖1-4-7 焊錫用量示意圖三、保證焊點(diǎn)質(zhì)量對焊點(diǎn)的質(zhì)量要求，包括電氣接觸良好、機(jī)械結(jié)合牢固和光潔整齊的外

12、觀三個(gè)方面。一個(gè)好的焊點(diǎn)應(yīng)是光亮而圓潤、焊件緊密結(jié)合、焊錫不多但能浸沒接頭。保證焊點(diǎn)質(zhì)量最重要的一點(diǎn)，就是必須避免虛焊和假焊。虛焊是焊點(diǎn)處只有少量錫焊住，造成接觸不良，時(shí)通時(shí)斷。假焊是指表面上好像焊住了，但實(shí)際上并沒有焊上，有時(shí)用手一拔，引線就可以從焊點(diǎn)中拔出。一般來說，造成焊點(diǎn)缺陷的主要原因是：被焊接處表面未預(yù)先清潔好，鍍錫不牢；烙鐵頭的溫度過高或過低，表面有氧化層；焊接時(shí)間太長或太短；焊錫絲撤離過早或過遲；焊錫量過多；焊點(diǎn)焊好后拿開烙鐵，焊錫尚未凝固時(shí)焊接元件抖動(dòng)等等。從外觀看，焊點(diǎn)大小要合適，形狀應(yīng)為近似圓錐而表面稍微凹陷，呈漫坡狀，平滑過渡，表面光亮而無毛刺，如圖1-4-8所示。而虛焊

13、點(diǎn)的表面往往向外凸出，表面粗糙。焊接時(shí)元器件的引腳要垂直，不要將其掰彎。一般對焊點(diǎn)的要求是：高大約為1.5mm，直徑與焊盤一致。錫焊中常見的缺陷有：虛焊、橋接、剝離、冷焊、針孔、拉尖等。圖1-4-9是常見焊點(diǎn)缺陷的示意圖。其中：圖(a)虛焊的原因是焊件清理不干凈，助焊劑不足或質(zhì)量差，焊件加熱不充分等。此缺陷造成機(jī)械強(qiáng)度低，焊點(diǎn)不通或時(shí)通時(shí)斷；圖(b)橋接的原因是焊錫過多，電烙鐵施焊撤離方向不當(dāng)。此缺陷導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線搭接，造成短路；圖(c)焊點(diǎn)剝離的原因是加熱時(shí)間過長或焊盤鍍層不良。此缺陷造成斷路；圖(d)是冷焊，外觀表面呈豆腐渣狀顆粒，是由于焊錫未凝固時(shí)焊件抖動(dòng)造成的；圖(e)目測有針孔，是由于

14、焊盤孔與引線間隙太大造成的；圖(f)外觀出現(xiàn)尖端，原因是加熱時(shí)間不足，焊錫不合格等。圖1-4-8 標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)外觀示意圖(d) 冷焊 (e) 針孔 圖1-4-9 常見焊點(diǎn)缺陷示意圖(f) 拉尖(a) 虛焊 (b) 橋接 (c) 剝離四、易損元器件的焊接易損元器件是指受熱或接觸電烙鐵時(shí)容易造成損壞的元器件，例如，有機(jī)鑄塑元器件、MOS集成電路等。易損元器件在焊接前要認(rèn)真作好表面清潔、鍍錫等準(zhǔn)備工作，焊接時(shí)切忌長時(shí)間反復(fù)燙焊，確保一次焊接成功。此外，要少用焊劑，防止焊劑浸人元器件的電接觸點(diǎn)。焊接MOS集成電路最好使用儲能式電烙鐵，以防止由于電烙鐵的微弱漏電而損壞集成電路。由于集成電路引線間距很小，要選

15、擇合適的烙鐵頭及溫度，防止引線間連錫。焊接集成電路最好先焊接地端、輸出端、電源端，再焊輸入端。對于那些對溫度特別敏感的元器件，最好用小平嘴鉗或鑷子夾上蘸有酒精的棉球保護(hù)元器件引腳根部，使熱量盡量少傳到元器件上。五、焊接后的處理焊接結(jié)束后必須檢查有無漏焊、虛焊以及是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。并檢查焊點(diǎn)，看是否圓潤、光亮、牢固，進(jìn)而修補(bǔ)缺陷。虛焊較難發(fā)現(xiàn)，可用鑷子夾住元件引腳輕輕拉一下，看看是否松動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)立即重新焊接。檢查后將元器件的多余引腳剪去，只留下焊點(diǎn)。六、拆焊（解焊）由于焊接錯(cuò)誤對元器件進(jìn)行更換時(shí)就需拆焊，也叫解焊。拆焊方法不當(dāng)，往往會造成元器件的損壞、印制導(dǎo)線的斷裂或焊盤的翹

16、起、脫落。從電路板上拆卸元件時(shí)，可一邊用鑷子或尖嘴鉗夾住元器件的引腳，一邊用烙鐵頭貼在其焊點(diǎn)上加熱。待焊點(diǎn)上的錫熔化后，將元件輕輕地拔出。也可用專用拆焊電烙鐵或吸錫電烙鐵拆焊。4.5 印制電路板其元器件的焊接印制電路板也稱PCB板，即Printed Circuit Board的縮寫，又稱印刷電路板或印刷線路板。它是電子元器件在安裝與互連時(shí)的重要支撐體，幾乎會出現(xiàn)在每一種電子產(chǎn)品設(shè)備當(dāng)中。將電子元器件之間復(fù)雜的電路走線，經(jīng)過細(xì)致整齊的規(guī)劃設(shè)計(jì)后，把電路接線圖印制到敷銅板上，在敷銅板上用腐蝕的方法除去多余的銅箔，而留下的部分就成為網(wǎng)狀的細(xì)小銅箔線路，稱作導(dǎo)線或稱布線，用來提供PCB板上元器件的電路

17、連接。根據(jù)銅箔層數(shù)分類，PCB板分為單面板、雙面板和四層板以上的多層板。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)制作而成。通常PCB板的顏色都是綠色或是棕色，這是阻焊漆的顏色。是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止元器件被焊到不正確的地方。在阻焊層上還有一層絲網(wǎng)印刷面，通常上面印上文字與符號(大多是白色的)，以標(biāo)示出各電子元器件在板子上的位置，如圖1-4-10所示。在最基本的單面PCB板上，電子元器件都集中在其中的一面，稱為正面或元件面；導(dǎo)線都集中在另一面，稱為反面或焊接面。在板子上有許多帶孔的圓形銅箔叫焊盤，電子元件在元件面放置，管腳從焊盤中穿過，然后在焊接面上進(jìn)行焊接。圖1-4-10

18、是DT-830B型萬用表電路主板的焊接面與元件面。印制導(dǎo)線焊盤焊接面 元件面 文字 符號標(biāo)記圖1-4-10 DT-830B萬用表的電路主板焊接印刷電路板上的電路時(shí)，導(dǎo)線是印刷電路板上的銅箔，有時(shí)導(dǎo)線被腐蝕得很細(xì)，如果烙鐵溫度過高或焊接時(shí)間過長，容易使銅箔與環(huán)氧樹脂板分離，引起無法補(bǔ)救的損失，這一點(diǎn)要特別注意。印制電路板焊接過程如下：1 焊前準(zhǔn)備首先要熟悉所焊印制電路板的裝配圖，并按圖紙配料，檢查元器件型號、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙要求，并做好裝配前元器件的檢查、引線成型、插裝等準(zhǔn)備工作。電阻、電容、二極管等按電路管腳間距把引腳折彎，以便插到電路板上。電子元器件的引線彎曲不要貼近根部，以免彎斷，造

19、成元件損壞。彎曲后的兩根引線要與元件本體垂直，元器件的符號標(biāo)志應(yīng)方向一致。電子元件的擺放方法有臥式和立式兩種，如圖1-4-11所示。元器件在印制電路板上插裝的原則：(1) 電阻、電容、晶體管和集成電路的插裝應(yīng)使標(biāo)記和色碼朝上，易于辨認(rèn)，以便于檢查和維護(hù)。(2) 有極性的元器件根據(jù)有極性的標(biāo)記決定插裝方向，如電解電容，二極管，三極管等。 (3) 插裝順序應(yīng)該先輕后重、先里后外，先低后高。(4) 元器件間的間距不能小于1mm，電阻、二極管、三極管引腳彎曲處離管殼的距離要大于2mm。圖1-4-11 元器件引線成型插裝示意圖2 焊接順序元器件焊接順序依次為：電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大

20、功率管，其它元器件為先小后大。3 對元器件焊接要求(1) 電阻器焊接按圖將電阻器準(zhǔn)確裝入規(guī)定位置。要求標(biāo)記向上，字向一致。裝完同一種規(guī)格后再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。(2) 電容器焊接將電容器按圖裝入規(guī)定位置，并注意有極性電容器其“”與“”極不能接錯(cuò)，電容器上的標(biāo)記方向要易看可見。先裝玻璃釉電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。(3) 二極管焊接二極管焊接要注意以下幾點(diǎn)：陽極、陰極的極性，不能裝錯(cuò)；型號標(biāo)記要易看可見；焊接立式二極管時(shí)，對最短引線焊接時(shí)間不能超過2s。(4) 三極管焊接注意 e、b、c三引線位置插接正確；焊接時(shí)間盡可能短，焊接時(shí)用鑷子夾住管腳，以利散熱保護(hù)元件。焊接大功率三極管時(shí)，若需加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整、打磨光滑后再緊固，如圖1-4-12所示。若要求加墊絕緣薄膜時(shí)，切勿忘記加薄膜。(5) 集成電路焊接集成電路應(yīng)最后焊接，電烙鐵要可靠接地或用儲能式電烙鐵焊接。焊接時(shí)先焊邊沿的二只引腳，以使其定位，然后再從左到右自上而下逐個(gè)焊接?；蛘呤褂眉呻娐穼Ｓ貌遄?，焊好插座后再把集成電路插上去。焊完后，對元件進(jìn)行依次檢查，看是否所有的器件均已焊接完成。并檢查焊點(diǎn)，修補(bǔ)缺陷。然后對露在印制