焊接技術(shù)課件

第2章焊接技術(shù)2.1焊接的根底知識2.2焊接工具與材料2.3手工焊接工藝2.4浸焊與波峰焊2.5外表安裝技術(shù)2.6無錫焊接技術(shù)2.1焊接的根底知識1.概述在電子產(chǎn)品整機裝配過程中，焊接是連接各電子元器件及導線的主要手段。利用加熱或加壓，或兩者并用來加速工件金屬原子間的擴散，依靠原子間的內(nèi)聚力，在工件金屬連接處形成牢固的合金層，從而將工件金屬永久地結(jié)合在一起。焊接通常分為熔焊、釬焊及接觸焊三大類，在電子裝配中主要使用的是釬焊。釬焊可以這樣定義：在已加熱的工件金屬之間，熔入低于工件金屬熔點的焊料，借助焊劑的作用，依靠毛細現(xiàn)象，使焊料浸潤工件金屬外表，并發(fā)生化學變化，生成合金層，從而使工件金屬與焊料結(jié)合為一體。釬焊按照使用焊料熔點的不同分為硬焊(焊料熔點高于450℃)和軟焊(焊料熔點低于450℃)。采用錫鉛焊料進行焊接稱為錫鉛焊，簡稱錫焊，它是軟焊的一種。除了含有大量鉻和鋁等合金的金屬不易焊接外，其他金屬一般都可以采用錫焊焊接。錫焊方法簡便，整修焊點、拆換元器件、重新焊接都較容易，所用工具簡單(電烙鐵)。此外，還具有本錢低，易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。在電子裝配中，它是使用最早，適用范圍最廣和當前仍占較大比重的一種焊接方法。2.錫焊的機理(1)浸潤。加熱后呈熔融狀態(tài)的焊料(錫鉛合金)，沿著工件金屬的凹凸外表，靠毛細管的作用擴展。如果焊料和工件金屬外表足夠清潔，焊料原子與工件金屬原子就可以接近到能夠相互結(jié)合的距離，即接近到原子引力互相起作用的距離，上述過程為焊料的浸潤。(2)擴散。由于金屬原子在晶格點陣中呈熱振動狀態(tài)，因此在溫度升高時，它會從一個晶格點陣自動地轉(zhuǎn)移到其他晶格點陣，這個現(xiàn)象稱為擴散。錫焊時，焊料和工件金屬外表的溫度較高，焊料與工件金屬外表的原子相互擴散，在兩者界面形成新的合金。(3)界面層的結(jié)晶與凝固。焊接后焊點降溫到室溫，在焊接處形成由焊料層、合金層和工件金屬表層組成的結(jié)合結(jié)構(gòu)。在焊料和工件金屬界面上形成合金層，稱“界面層〞。冷卻時，界面層首先以適當?shù)暮辖馉顟B(tài)開始凝固，形成金屬結(jié)晶，而后結(jié)晶向未凝固的焊料生長。3．錫焊的工藝要素(1)工件金屬材料應具有良好的可焊性。可焊性即可浸潤性，是指在適當?shù)臏囟认?，工件金屬外表與焊料在助焊劑的作用下能形成良好的結(jié)合，生成合金層的性能。銅是導電性能良好且易于焊接的金屬材料，常用元器件的引線、導線及接點等都采用銅材料制成。其他金屬如金、銀的可焊性好，但價格較貴，而鐵、鎳的可焊性較差。為提高可焊性，通常在鐵、鎳合金的外表先鍍上一層錫、銅、金或銀等金屬，以提高其可焊性。(2)工件金屬外表應潔凈。工件金屬外表如果存在氧化物或污垢，會嚴重影響與焊料在界面上形成合金層，造成虛、假焊。輕度的氧化物或污垢可通過助焊劑來去除，較嚴重的要通過化學或機械的方式來去除。(3)正確選用助焊劑。助焊劑是一種略帶酸性的易熔物質(zhì)，在焊接過程中可以溶解工件金屬外表的氧化物和污垢，并提高焊料的流動性，有利于焊料浸潤和擴散的進行，在工件金屬與焊料的界面上形成牢固的合金層，保證了焊點的質(zhì)量。助焊劑種類很多，效果也不一樣，使用時必須根據(jù)工件金屬材料、焊點外表狀況和焊接方式來選用。(4)正確選用焊料。焊料的成分及性能與工件金屬材料的可焊性、焊接的溫度及時間、焊點的機械強度等相適應，錫焊工藝中使用的焊料是錫鉛合金，根據(jù)錫鉛的比例及含有其他少量金屬成分的不同，其焊接特性也有所不同，應根據(jù)不同的要求正確選用焊料。

(5)控制焊接溫度和時間。熱能是進行焊接必不可少的條件。熱能的作用是熔化焊料，提高工件金屬的溫度，加速原子運動，使焊料浸潤工件金屬界面，并擴散到工件金屬界面的晶格中去，形成合金層。溫度過低，會造成虛焊。溫度過高，會損壞元器件和印制電路板。適宜的溫度是保證焊點質(zhì)量的重要因素。在手工焊接時，控制溫度的關(guān)鍵是選用具有適當功率的電烙鐵和掌握焊接時間。電烙鐵功率較大時應適當縮短焊接時間，電烙鐵功率較小時可適當延長焊接時間。根據(jù)焊接面積的大小，經(jīng)過反復屢次實踐才能把握好焊接工藝的這兩個要素。焊接時間過短，會使溫度太低，焊接時間過長，會使溫度太高。一般情況下，焊接時間應不超過3s。4．焊點的質(zhì)量要求(1)電氣性能良好。高質(zhì)量的焊點應是焊料與工件金屬界面形成牢固的合金層，才能保證良好的導電性能。不能簡單地將焊料堆附在工件金屬外表而形成虛焊，這是焊接工藝中的大忌。(2)具有一定的機械強度。焊點的作用是連接兩個或兩個以上的元器件，并使電氣接觸良好。電子設備有時要工作在振動的環(huán)境中，為使焊件不松動或脫落，焊點必須具有一定的機械強度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強度都比較低，有時在焊接較大和較重的元器件時，為了增加強度，可根據(jù)需要增加焊接面積，或?qū)⒃骷€、導線先行網(wǎng)繞、絞合、鉤接在接點上再行焊接。所以采用錫焊的焊點一般都是一個被錫鉛焊料包圍的接點。(3)焊點上的焊料要適量。焊點上的焊料過少，不僅降低機械強度，而且由于外表氧化層逐漸加深，會導致焊點早期失效。焊點上的焊料過多，既增加本錢，又容易造成焊點橋連(短路)，也會掩蓋焊接缺陷，所以焊點上的焊料要適量。印制電路板焊接時，焊料布滿焊盤呈裙狀展開時最為適宜。(4)焊點外表應光亮且均勻。良好的焊點外表應光亮且色澤均勻。這主要是由助焊劑中未完全揮發(fā)的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點外表，能防止焊點外表的氧化。如果使用了消光劑，那么對焊接點的光澤不作要求。(5)焊點不應有毛刺、空隙。焊點外表存在毛剌、空隙不僅不美觀，還會給電子產(chǎn)品帶來危害，尤其在高壓電路局部，將會產(chǎn)生尖端放電而損壞電子設備。(6)焊點外表必須清潔。焊點外表的污垢，尤其是焊劑的有害殘留物質(zhì)，如果不及時去除，酸性物質(zhì)會腐蝕元器件引線、接點及印制電路，吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等，從而帶來嚴重隱患。2.2焊接工具與材料

2.2.1電烙鐵1．外熱式電烙鐵外熱式電烙鐵的外形如圖2.1所示，由烙鐵頭、烙鐵芯、外殼、手柄、電源線和插頭等各局部組成。電阻絲繞在薄云母片絕緣的圓筒上，組成烙鐵芯。烙鐵頭裝在烙鐵芯里面，電阻絲通電后產(chǎn)生的熱量傳送到烙鐵頭上，使烙鐵頭溫度升高，故稱為外熱式電烙鐵。外熱式電烙鐵結(jié)構(gòu)簡單，價格較低，使用壽命長，但其體積較大，升溫較慢，熱效率低。圖2.1外熱式電烙鐵

2．內(nèi)熱式電烙鐵

內(nèi)熱式電烙鐵的外形如圖2.2所示。由于烙鐵芯裝在烙鐵頭里面，故稱為內(nèi)熱式電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵的烙鐵芯是采用極細的鎳鉻電阻絲繞在瓷管上制成的，外面再套上耐熱絕緣瓷管。烙鐵頭的一端是空心的，它套在芯子外面，用彈簧夾緊固。由于烙鐵芯裝在烙鐵頭內(nèi)部，熱量完全傳到烙鐵頭上，升溫快，因此熱效率高達85%～90%，烙鐵頭部溫度可達350℃左右。20W內(nèi)熱式電烙鐵的實用功率相當于25～40W的外熱式電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵具有體積小、重量輕、升溫快和熱效率高等優(yōu)點，因而在電子裝配工藝中得到了廣泛的應用。

圖2.2內(nèi)熱式電烙鐵

3．恒溫電烙鐵目前使用的外熱式和內(nèi)熱式電烙鐵的溫度一般都超過300℃，這對焊接晶體管、集成電路等是不利的。在質(zhì)量要求較高的場合，通常需要恒溫電烙鐵。恒溫電烙鐵有電控和磁控兩種。電控是用熱電偶作為傳感元件來檢測和控制烙鐵頭的溫度。當烙鐵頭溫度低于規(guī)定值時，溫控裝置內(nèi)的電子電路控制半導體開關(guān)元件或繼電器接通電源，給電烙鐵供電，使電烙鐵溫度上升。溫度一旦到達預定值，溫控裝置自動切斷電源。如此反復動作，使烙鐵頭根本保持恒溫。由于恒溫電烙鐵的價格較貴，因此目前較普遍使用的是磁控恒溫電烙鐵。圖2.3磁控恒溫電烙鐵結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.4磁控恒溫電烙鐵外形圖

在烙鐵頭1的右端鑲有一塊軟磁金屬2，烙鐵頭放在加熱器3的中間，非磁性金屬圓管5底部裝有一塊永久磁鐵4，再用小軸7與接觸簧片9連起來而構(gòu)成磁性開關(guān)，電源未接通時，永久磁鐵4被軟磁金屬吸引，小軸7帶動接觸簧片9與接點8閉合。當電烙鐵接通電源后，加熱器使烙鐵頭升溫，在到達預定溫度時(到達軟磁金屬的居里點)，軟磁金屬失去磁性，永久磁鐵4在支架6的吸引下離開軟磁金屬，通過小軸7使接點8與接觸簧片9分開，加熱器斷開，于是烙鐵頭溫度下降，當降到低于居里點時，軟磁金屬又恢復磁性，永久磁鐵又被吸引回來，加熱器又恢復加熱，如此反復動作，使烙鐵頭的溫度保持在一定范圍內(nèi)。4．感應式烙鐵感應式烙鐵也叫速熱烙鐵，俗稱焊槍。它里面實際是一個變壓器，這個變壓器的次級實際只有1～3匝，當初級通電時，次級感應出大電流通過加熱體，使同它相連的烙鐵頭迅速到達焊接所需溫度。其結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖2.5感應式烙鐵結(jié)構(gòu)示意圖

5．其他電烙鐵除上述幾種烙鐵外，新近研制成的一種儲能式烙鐵，是適應集成電路，特別是對電荷敏感的MOS電路的焊接工具。烙鐵本身不接電源，當把烙鐵插到配套的供電器上時，烙鐵處于儲能狀態(tài)，焊接時拿下烙鐵，靠儲存在烙鐵中的能量完成焊接，一次可焊假設干焊點。還有用蓄電池供電的碳弧烙鐵；可同時除去焊件氧化膜的超聲波烙鐵；具有自動送進焊錫裝置的自動烙鐵等。6．電烙鐵的使用與保養(yǎng)(1)電烙鐵的電源線最好選用纖維編織花線或橡皮軟線，這兩種線不易被燙壞。(2)使用前，先用萬用表測量一下電烙鐵插頭兩端是否短路或開路，正常時20W內(nèi)熱式電烙鐵阻值約為2.4kΩ左右(烙鐵芯的電阻值)。再測量插頭與外殼是否漏電或短路，正常時阻值應為無窮大。(3)新烙鐵刃口外表鍍有一層鉻，不易沾錫。使用前先用鏗刀或砂紙將鍍鉻層去掉，通電加熱后涂上少許焊劑，待烙鐵頭上的焊劑冒煙時，即上焊錫，使烙鐵頭的刃口鍍上一層錫，這時電烙鐵就可以使用了。(4)在使用間歇中，電烙鐵應擱在金屬的烙鐵架上，這樣既保證平安，又可適當散熱，防止烙鐵頭“燒死〞。對已“燒死〞的烙鐵頭，應按新烙鐵的要求重新上錫。(5)烙鐵頭使用較長時間后會出現(xiàn)凹槽或豁口，應及時用銼刀修整，否那么會影響焊點質(zhì)量。對經(jīng)屢次修整已較短的烙鐵頭，應及時調(diào)換，否那么會使烙鐵頭溫度過高。(6)在使用過程中，電烙鐵應防止敲打碰跌，因為在高溫時的振動，最易使烙鐵芯損壞。2.2.2焊料但凡用來焊接兩種或兩種以上的金屬面，使之成為一個整體的金屬或合金都叫焊料。焊料的種類很多，按其組成成分，焊料有錫鉛焊料、銀焊料和銅焊料等。按其熔點可分為軟焊料(熔點在450℃以下)和硬焊料(熔點在450℃以上)。電子產(chǎn)品裝配中，一般都選用錫鉛焊料，它是一種軟焊料。錫可以與其他金屬組成二元合金、三元合金或四元合金。1.錫鉛共晶合金錫鉛合金的特性隨錫鉛成分配比的不同而異。圖2.6是不同配比的錫鉛合金在不同溫度時的狀態(tài)圖。

圖2.6錫鉛合金狀態(tài)圖

如圖2.6中B點所示，含錫量為63%，含鉛量為37%時，錫鉛合金的熔點為183℃。此時合金可由固態(tài)直接變?yōu)橐簯B(tài)，或由液態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)，這時的合金稱為共晶合金，按共晶合金配制成的錫鉛焊料稱為共晶焊錫。采用共晶焊錫進行焊接有以下優(yōu)點：(1)熔點最低。降低了焊接溫度，減少了元器件受熱損壞的時機。尤其是對溫度敏感的元器件影響較小。(2)熔流點一致。共晶焊錫只有一個熔流點，由液體直接變成固體，結(jié)晶迅速，這樣可以減少元器件的虛焊現(xiàn)象。(3)流動性好，外表張力小。焊料能很好地填滿焊縫，并對工件有較好的浸潤作用，使焊點結(jié)合緊密光亮。(4)抗拉強度和剪切強度高，導電性能好，電阻率低。(5)抗腐蝕性能好。錫和鉛的化學穩(wěn)定性比其他金屬好，抗大氣腐蝕能力強，而共晶焊錫的抗腐蝕能力更好。2．雜質(zhì)對焊接的影響錫鉛焊料中往往會含有少量雜質(zhì)，有些是出于某種需要而人為摻入的，有些那么是在運輸、儲存和使用過程中無意混入的，這些雜質(zhì)對焊料的性能有較大的影響。表2-1列出了各種雜質(zhì)對焊料性能的影響情況。表2-1雜質(zhì)對焊料性能的影響

3．常用錫鉛焊料(1)管狀焊錫絲。在手工焊接時，為了方便，常將焊錫制成管狀，中空局部注入由特級松香和少量活化劑組成的助焊劑，這種焊錫稱為焊錫絲。有時在焊錫絲中還添加1%～2%的銻，可適當增加焊料的機械強度。焊錫絲的直徑有0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0mm等多種規(guī)格。也有制成扁帶狀的，規(guī)格也有很多種。(2)抗氧化焊錫。由于浸焊和波峰焊使用的錫槽都有大面積的高溫外表，焊料液體暴露在大氣中，很容易被氧化而影響焊接質(zhì)量，使焊點產(chǎn)生虛焊，因此在錫鉛合金中參加少量的活性金屬，能使氧化錫、氧化鉛復原，并漂浮在焊錫外表形成致密復蓋層，從而使焊錫不被繼續(xù)氧化。這類焊錫在浸焊與波峰焊中已得到了普遍使用。(3)含銀焊錫。電子元器件與導電結(jié)構(gòu)件中，有不少是鍍銀件。使用普通焊錫，鍍銀層易被焊錫溶解，而使元器件的高頻性能變壞。在焊錫中添加0.5%～2.0%的銀，可減少鍍銀件中的銀在焊錫中的溶解量，并可降低焊錫的熔點。(4)焊膏。焊膏是外表安裝技術(shù)中的一種重要貼裝材料，由焊粉(焊料制成粉末狀)、有機物和溶劑組成，制成糊狀物，能方便地用絲網(wǎng)、模板或涂膏機涂在印制電路板上。(5)不同配比的錫鉛焊料。因為被焊工件的材料、焊接的特殊要求及價格等因素，在錫焊工藝中也常使用一些其他配比的錫鉛焊料。常見焊錫的特性及用途見表2-2。表2-2常見焊錫的特性及用途

2.2.3助焊劑1．助焊劑的作用(1)除去氧化物。為了使焊料與工件外表的原子能夠充分接近，必須將阻礙兩金屬原子接近的氧化物和污染物去除，助焊劑正具有溶解這些氧化物、氫氧化物或使其剝離的功能。(2)防止工件和焊料加熱時氧化。焊接時，助焊劑先于焊料之前熔化，在焊料和工件的外表形成一層薄膜，使之與外界空氣隔絕，起到在加熱過程中防止工件氧化的作用。(3)降低焊料外表的張力。使用助焊劑可以減小熔化后焊料的外表張力，增加其流動性，有利于浸潤。2．對助焊劑的要求(1)常溫下必須穩(wěn)定，熔點應低于焊料。(2)在焊接過程中具有較高的活化性，較低的外表張力，粘度和比重應小于焊料。(3)不產(chǎn)生有刺激性的氣味和有害氣體，熔化時不產(chǎn)生飛濺或飛沫。(4)絕緣好、無腐蝕性、殘留物無副作用，焊接后的殘留物易清洗。(5)形成的膜光亮(加消光劑的除外)、致密、枯燥快、不吸潮、熱穩(wěn)定性好，具有保護工件外表的作用。3.常用助焊劑簡介助焊劑一般可分為有機、無機和樹脂三大類(如圖2.7所示)。電子裝配中常用的是樹脂類助焊劑。

圖2.7助焊劑分類及主要成分

(1)松香酒精助焊劑。松香類助焊劑屬于樹脂系列焊劑，在常溫下，松香是固態(tài)物質(zhì)，可直接在焊接中使用，起助焊作用。但烙鐵頭吸附固體松香時，容易揮發(fā)，沾到焊點上的數(shù)量較少，不能充分發(fā)揮作用。平時使用時，常將松香溶于酒精之中，重量比例為3:1，并添加適量活性劑，制成松香酒精助焊劑。松香類助焊劑的用法有預涂覆和后涂覆兩種。預涂覆多用于印制電路板焊接，既可防止印制電路板外表氧化，又利于印制電路板的保存。后涂覆指在焊接過程中添加助焊劑，與焊料同時使用，也可制成管狀焊錫絲。(2)“三S〞消光助焊劑。這種助焊劑具有一定的浸潤性，可使焊點飽滿，防止橋連、拉尖，還具有較好的消光作用。(3)中性助焊劑。這種助焊劑適用于錫鉛焊料對銅及銅合金、銀和白金等的焊接。中性助焊劑活化性強，焊接性能好，焊前不必清洗或浸錫，并能防止產(chǎn)生虛焊、假焊等現(xiàn)象，同時在焊接時不產(chǎn)生刺激性有害氣體。(4)波峰焊防氧化劑。?波峰焊防氧化劑具有較高的穩(wěn)定性和復原能力，?在常溫下呈固態(tài)，在80℃以上時呈液態(tài)，常在浸焊及波峰焊等自動焊接時使用。2.2.4阻焊劑阻焊劑是一種耐高溫的涂料，可將不需要焊接的局部保護起來，致使焊接只在所需要的部位進行，以防止焊接過程中的橋連、短路等現(xiàn)象發(fā)生，對高密度印制電路板尤為重要，可降低返修率，節(jié)約焊料，使焊接時印制電路板受到的熱沖擊小，板面不易起泡和分層。我們常見到的印制電路板上的綠色涂層即為阻焊劑。阻焊劑的種類有熱固化型阻焊劑、紫外線光固化型阻焊劑(又稱光敏阻焊劑)和電子輻射固化型阻焊劑等幾種，目前常用的是紫外線光固化型阻焊劑。2.3手工焊接工藝

2.3.1焊接準備1．選用適宜功率的電烙鐵由于內(nèi)熱式電烙鐵具有升溫快、熱效率高、體積小、重量輕的特點，在電子裝配中已得到普遍使用。焊接印制電路板的焊盤和一般產(chǎn)品中的較精密元器件及受熱易損元器件宜選用20W內(nèi)熱式電烙鐵。但低功率的電烙鐵由于本身的熱容量小，熱恢復時間長，不適于快速操作。對這類焊接，在具有熟練的操作技術(shù)的根底上，可選用35W內(nèi)熱式電烙鐵，這樣可縮短焊接時間。對一些焊接面積大的結(jié)構(gòu)件、金屬底板接地點的焊接，那么應選用功率更大一些的電烙鐵。2．選用適宜的烙鐵頭烙鐵頭的形狀要適應被焊工件外表的要求和產(chǎn)品的裝配密度。成品電烙鐵頭都已定形，可根據(jù)焊接的需要，自行加工成不同形狀的烙鐵頭，如圖2.8所示。鑿形和尖錐形烙鐵頭，角度較大時，熱量比較集中，溫度下降較慢，適用于一般焊點。角度較小時，溫度下降快，適用于焊接對溫度比較敏感的元器件。斜面設計的烙鐵頭，由于外表積較大，傳熱較快，因此適用于焊接密度不很高的單面印制板焊盤接點。圓錐形烙鐵頭適用于焊接密度高的焊點、小孔和小而怕熱的元器件。圖2.8烙鐵頭的形狀(a)彎形烙鐵頭；(b)直形烙鐵頭；(c)圓錐形烙鐵頭；(d)鑿形烙鐵頭

3.烙鐵頭的清潔和上錫對于已使用過的電烙鐵，應進行外表清潔、整形及上錫，使烙鐵頭外表平整、光亮及上錫良好。2.3.2手工焊接1.焊接操作姿勢與衛(wèi)生焊劑加熱揮發(fā)出的化學物質(zhì)對人體是有害的，如果操作時鼻子距離烙鐵頭太近，那么很容易將有害氣體吸入。一般烙鐵離開鼻子的距離應至少不小于30cm，通常以40cm為宜。電烙鐵拿法有三種，如圖2.9所示。反握法動作穩(wěn)定，長時操作不易疲勞，適于大功率烙鐵的操作。正握法適于中等功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作。一般在操作臺上焊印制板等焊件時多采用握筆法。圖2.9電烙鐵拿法(a)反握法；(b)正握法；(c)握筆法

焊錫絲一般有兩種拿法，如圖2.10所示。由于焊絲成分中，鉛占一定比例，眾所周知鉛是對人體有害的重金屬，因此操作時應戴手套或操作后洗手，防止食入。圖2.10焊錫絲拿法(a)連續(xù)錫焊時焊錫絲的拿法；(b)斷續(xù)錫焊時焊錫絲的拿法

2．五步法訓練作為一種初學者掌握手工錫焊技術(shù)的訓練方法，五步法是卓有成效的，值得單獨作為一節(jié)來討論。不少電子愛好者中通行一種焊接操作法，即先用烙鐵頭沾上一些焊錫，然后將烙鐵放到焊點上停留等待加熱后焊錫潤濕焊件。這種方法，不是正確的操作方法，這樣雖然也可以將焊件焊起來，但卻不能保證質(zhì)量。從我們所了解的錫焊機理不難理解這一點。

如圖2.11所示，當我們把焊錫熔化到烙鐵頭上時，焊錫絲中的焊劑附在焊料外表，由于烙鐵頭溫度一般都在250～350℃以上，當烙鐵放到焊點上之前，松香焊劑將不斷揮發(fā)，而當烙鐵放到焊點上時由于焊件溫度低，加熱還需一段時間，在此期間焊劑很可能揮發(fā)大半甚至完全揮發(fā)，因而在潤濕過程中由于缺少焊劑而潤濕不良。同時由于焊料和焊件溫度差得多，結(jié)合層不容易形成，很難防止虛焊。更由于焊劑的保護作用喪失后焊料容易氧化，質(zhì)量得不到保證就在所難免了。圖2.11焊劑在烙鐵上揮發(fā)

正確的方法應該是五步法(如圖2.12所示)。(1)準備施焊。準備好焊錫絲和烙鐵。此時特別強調(diào)的是烙鐵頭部要保持干凈，即可以沾上焊錫(俗稱吃錫)(見圖(a))。(2)加熱焊件。將烙鐵接觸焊接點，首先要注意保持烙鐵加熱焊件各局部，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱。其次要注意讓烙鐵頭的扁平局部(較大局部)接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣局部接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱(見圖(b))。圖2.12五步法(a)準備；(b)加熱；(c)加焊錫；(d)去焊錫；(e)去烙鐵

(3)熔化焊料。當焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點，焊料開始熔化并潤濕焊點(見圖(c))。(4)移開焊錫。當熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開(見圖(d))。

(5)移開烙鐵。當焊錫完全潤濕焊點后移開烙鐵，注意移開烙鐵的方向應該是大致45°的方向(見圖(e))。上述過程，對一般焊點而言大約二三秒鐘。對于熱容量較小的焊點，例如印制電路板上的小焊盤，有時用三步法概括操作方法，即將上述步驟(2)、(3)合為一步，(4)、(5)合為一步。實際上細微區(qū)分還是五步，所以五步法具有普遍性，是掌握手工烙鐵焊接的根本方法。特別是各步驟之間停留的時間，對保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要，只有通過實踐才能逐步掌握。3．手工錫焊要點以下幾個要點是由錫焊機理引出并被實際經(jīng)驗證明具有普遍適用性。1)掌握好加熱時間錫焊時可以采用不同的加熱速度，例如烙鐵頭形狀不良，用小烙鐵焊大焊件時我們不得不延長時間以滿足錫料溫度的要求。在大多數(shù)情況下延長加熱時間對電子產(chǎn)品裝配都是有害的，這是因為：

(1)焊點的結(jié)合層由于長時間加熱而超過適宜的厚度會引起焊點性能劣化。(2)印制板，塑料等材料受熱過多會變形變質(zhì)。(3)元器件受熱后性能變化甚至失效。(4)焊點外表由于焊劑揮發(fā)，失去保護而氧化。2)保持適宜的溫度如果為了縮短加熱時間而采用高溫烙鐵焊小焊點，那么會帶來另一方面的問題：焊錫絲中的焊劑沒有足夠的時間在被焊面上漫流而過早揮發(fā)失效；焊料熔化速度過快影響焊劑作用的發(fā)揮；由于溫度過高雖加熱時間短也會造成過熱現(xiàn)象。理想的狀態(tài)是較低的溫度下縮短加熱時間，盡管這是矛盾的，但在實際操作中我們可以通過操作手法獲得令人滿意的解決方法。3)用烙鐵頭對焊點施力是有害的烙鐵頭把熱量傳給焊點主要靠增加接觸面積，用烙鐵頭對焊點加力對加熱是徒勞的。例如電位器、開關(guān)、接插件的焊接點往往都是固定在塑料構(gòu)件上的，加力的結(jié)果容易造成元件變形失效。

4.錫焊操作要領(lǐng)(1)焊件外表處理。手工烙鐵焊接中遇到的焊件是各種各樣的電子零件和導線，除非在規(guī)模生產(chǎn)條件下使用“保鮮期〞內(nèi)的電子元件，一般情況下遇到的焊件往往都需要進行外表清理，去除焊接面上的銹跡、油污、灰塵等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。手工操作中常用機械刮磨和酒精、丙酮擦洗等簡單易行的方法。(2)預焊。預焊就是將要錫焊的元器件引線或?qū)Ь€的焊接部位預先用焊錫潤濕，一般也稱為鍍錫、上錫、搪錫等。稱預焊是準確的，因為其過程和機理都是錫焊的全過程(焊料潤濕焊件外表，靠金屬的擴散形成結(jié)合層后而使焊件外表“鍍〞上一層焊錫)。預焊并非錫焊不可缺少的操作，但對手工烙鐵焊接特別是維修、調(diào)試、研制工作幾乎可以說是必不可少的。圖2.13表示元件引線預焊方法。預焊所要遵循的原那么和操作方法同錫焊一樣，導線的預焊有特殊要求，后面還要專門討論。圖2.13元器件引線預焊

(3)不要用過量的焊劑。適量的焊劑是必不可缺的，但不要認為越多越好。過量的松香不僅造成焊后焊點周圍需要清洗的工作量，而且延長了加熱時間(松香溶化、揮發(fā)需要帶走熱量)，降低工作效率；而當加熱時間缺乏時又容易夾雜到焊錫中形成“夾渣〞缺陷；對開關(guān)元件的焊接，過量的焊劑容易流到觸點處，從而造成接觸不良。適宜的焊劑量應該是松香水僅能浸濕將要形成的焊點，不要讓松香水透過印刷板流到元件面或插座孔里(如IC插座)。對使用松香芯的焊絲來說，根本不需要再涂焊劑。(4)保持烙鐵頭的清潔。由于焊接時烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其外表很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用。因此要隨時在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)。用一塊濕布或濕海綿隨時擦烙鐵頭，也是常用的方法。(5)加熱要靠焊錫橋。非流水線作業(yè)中，一次焊接的焊點形狀是多種多樣的，我們不可能不斷換烙鐵頭。要提高烙鐵頭加熱的效率，需要形成熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵頭上保存少量焊錫作為加熱時烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。顯然由于金屬液的導熱效率遠高于空氣，因此焊件很快被加熱到焊接溫度(見圖2.14)。應注意作為焊錫橋的錫保存量不可過多。圖2.14焊錫橋作用(a)無焊錫橋作用，接觸面小，傳熱慢；(b)焊錫橋作用，大面積傳熱，速度快

(6)焊錫量要適宜。過量的焊錫不但毫無必要地消耗了較貴的錫，而且增加了焊接時間，相應降低了工作速度。更為嚴重的是在高密度的電路中，過量的錫很容易造成不易覺察的短路(如圖2.15所示)。圖2.15焊錫量的掌握(a)焊錫過多，浪費；(b)焊錫過少，焊點強度差；(c)適宜的焊錫量，合格的焊點(7)焊件要固定。在焊錫凝固之前不要使焊件移動或振動，特別是用鑷子夾住焊件時一定要等焊錫凝固再移去鑷子。這是因為焊錫凝固過程是結(jié)晶過程，根據(jù)結(jié)晶理論，在結(jié)晶期間受到外力(焊件移動)會改變結(jié)晶條件，導致晶體粗大，造成所謂“冷焊〞。外觀現(xiàn)象是外表無光澤呈豆渣狀；焊點內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，容易有氣隙和裂縫，造成焊點強度降低，導電性能差。因此，在焊錫凝固前一定要保持焊件靜止。實際操作時可以用各種適宜的方法將焊件固定，或使用可靠的夾持措施。(8)烙鐵撤離有講究。烙鐵撤離要及時，而且撤離時的角度和方向?qū)更c形成有一定關(guān)系。圖2.16所示為不同撤離方向?qū)噶系挠绊憽３防予F時輕輕旋轉(zhuǎn)一下，可保持焊點適當?shù)暮噶希@需要在實際操作中體會。

圖2.16烙鐵撤離方向和焊錫量的關(guān)系烙鐵軸向45°撤離；(b)向上撤離；(c)水平方向撤離；(d)垂直向下撤離；(e)垂直向上撤離

2.33手工焊接的分類(1)繞焊。繞焊是將被焊接元器件的引線或?qū)Ь€繞在焊接點的金屬件上(繞1～2圈)，用尖嘴鉗夾緊，以增加繞焊點強度，縮小焊點(導線絕緣層應離焊接點1～3mm，以免燙壞)，然后再進行焊接。這種焊接方法強度高，應用很廣，一般用于眼孔式焊接點、焊片及柱形焊接點等。常見焊接點的繞焊例如如圖2.17所示。圖2.17常見焊接點的繞焊例如(2)鉤焊。鉤焊是將被焊接元器件的引線或?qū)Ь€鉤接在焊接點的眼孔中，夾緊，形成鉤形，使導線或引線不易脫落。鉤焊的機械強度不如繞焊，但操作方便，適用于不便繞焊，而且要有一定的強度或便于拆焊的地方，如一些小型繼電器的焊接點、焊片等。(3)搭焊。搭焊是將元器件的引線或?qū)Ь€搭在焊接點上，再進行焊接。它適用于要求便于調(diào)整或改焊的臨時焊接點上。某些要求不高的產(chǎn)品為了節(jié)省工時，也采用此法，搭焊例如如圖2.18所示。(4)插焊。插焊是將導線的末端插入圓形孔內(nèi)進行焊接。管狀接線柱的預焊如圖2.19所示。導線的剝頭長度應比孔的深度長約1mm，芯線的端面切成斜面。焊接前芯線應進行搪錫，以免在端面上殘留氣泡。

圖2.18搭焊例如圖

圖2.19管狀接線柱的預焊

2.3.4印制電路板的手工焊接1．印制電路板焊接的特點(1)印制電路板是用粘合劑把銅箔壓粘在絕緣基板上制成的。絕緣基板的材料有環(huán)氧玻璃布、酚醛絕緣紙板等。銅與這些絕緣材料的粘合能力不是很強，高溫時那么更差。一般環(huán)氧玻璃布覆銅板允許連續(xù)使用的溫度是140℃左右，遠低于焊接溫度。而且銅與絕緣基板的熱膨脹系數(shù)各不相同，過高的焊接溫度和過長的時間會引起印制電路板起泡、變形，甚至銅箔翹起。(2)印制電路板插裝的元器件一般為小型元器件，如晶體管、集成電路及使用塑料骨架的中周、電感等，耐高溫性能較差，焊接溫度過高，時間過長，都會造成元器件的損壞。(3)如果采用低熔點焊料，又會給焊接點的機械強度和其他方面帶來不利影響。所以在焊接印制電路板時，要根據(jù)具體情況，除掌握適宜的焊接溫度、焊接時間外，還應選用適宜的焊料和助焊劑。2.印制電路板手工焊接工藝(1)電烙鐵的選用。由于銅箔和絕緣基板之間的結(jié)合強度、銅箔的厚度等原因，烙鐵頭的溫度最好控制在250～300℃之間，因此最好選用20W內(nèi)熱式電烙鐵。當焊接能力到達一定的熟練程度時，為提高焊接效率，也可選用35W內(nèi)熱式電烙鐵。(2)烙鐵頭的形狀。烙鐵頭的形狀應以不損傷印制電路板為原那么，同時也要考慮適當增加烙鐵頭的接觸面積，最好選用鑿式烙鐵頭，并將棱角局部銼圓。(3)電烙鐵的握法。焊接時，烙鐵頭不能對印制電路板施加太大的壓力，以防止焊盤受壓翹起?？梢圆捎梦展P法拿電烙鐵，小指墊在印制電路板上支撐電烙鐵，以便自由調(diào)整接觸角度、接觸面積、接觸壓力，使焊接面均勻受熱。

(4)焊料和助焊劑的選用。焊料可選用HH6-2-2牌號的活性樹脂芯焊錫絲，直徑可根據(jù)焊盤大小、焊接密度決定。對難焊的焊接點，在復焊與修整時再添加BH66-1液態(tài)助焊劑。

(5)焊接的步驟可按前述手工焊接的步驟進行。一般焊盤面積不大時，可免去第(3)步操作，采用三步操作法：①

加熱被焊工件，②

填充焊料，③

移開焊錫絲、移開電烙鐵。根據(jù)印制電路板的特點，為防止焊接溫度過高，焊接時間一般以2～3?s為宜。當焊盤面積很小，或用35W電烙鐵時，甚至可將①、②步合并，有利于連續(xù)操作，提高效率。

(6)焊接點的形式與要求。導線或元器件引線插入印制電路板規(guī)定的孔內(nèi)，暴露在焊盤外部引線的形狀可分為直腳和彎腳兩種。印制電路板插焊的形式如圖2.20所示。

圖2.20印制電路板插焊的形式

直腳露骨焊即為局部導線或元器件引線露出焊接點錫面，這樣可以防止在焊接時因?qū)Ь€或元器件引線自孔中下落而形成虛焊、假焊甚至漏焊的現(xiàn)象。如果焊點“包頭〞的話，很可能將這些問題掩蓋了。對焊接點的要求是光亮、平滑、焊料布滿焊盤并成“裙狀〞展開。焊接結(jié)束后應立即剪腳，“露骨〞長度宜在0.5～1mm之間，過長可能產(chǎn)生彎曲，易與相鄰焊點發(fā)生短路。直腳露骨焊例如如圖2.21所示。雙面印制電路板的連接孔一般要進行孔的金屬化，金屬化孔的焊接如圖2.22所示。在金屬化孔上焊接時，要將整個元器件的安裝座(包括孔內(nèi))都充分浸潤焊料，所以金屬化孔上的焊接加熱時間應稍長一些。圖2.21直腳露骨焊例如圖2.22金屬化孔的焊接

(7)檢查和整理。焊接完成后要進行檢查和整理。檢查的工程包括：有無插錯元器件、漏焊及橋連；元器件的極性是否正確及印制電路板上是否有飛濺的焊料、剪斷的線頭等。檢查后還需將歪斜的元器件扶正并整理好導線。2.3.5幾種易損元器件的焊接1．鑄塑元件的錫焊各種有機材料，包括有機玻璃、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛樹脂等材料，現(xiàn)在已被廣泛用于電子元器件的制造，例如各種開關(guān)、插接件等。這些元件都是采用熱鑄塑方式制成的，它們最大弱點就是不能承受高溫。當我們對鑄塑在有機材料中的導體接點施焊時，如不注意控制加熱時間，極容易造成塑料變形，導致元件失效或降低性能，造成隱性故障。圖2.23是一個常用的鈕子開關(guān)由于焊接技術(shù)不當造成失效的例子。圖2.23焊接不當造成開關(guān)失效焊接時烙鐵對端子加力導致變形，開關(guān)失效；(b)焊劑過多流入開關(guān)觸點造成接觸不良

其他類型鑄塑制成的元件也有類似問題，因此，這一類元件焊接時必須注意：(1)在元件預處理時，盡量清理好接點，一次鍍錫成功，不要反復鍍，尤其將元件在錫鍋中浸鍍時，更要掌握好浸入深度及時間。(2)焊接時烙鐵頭要修整尖一些，焊接一個接點時不碰相鄰接點。(3)鍍錫及焊接時加助焊劑量要少，防止浸入電接觸點。

(4)烙鐵頭在任何方向均不要對接線片施加壓力。

(5)焊接時間，在保證潤濕的情況下越短越好。實際操作時在焊件預焊良好時只需用掛上錫的烙鐵頭輕輕一點即可。焊后不要在塑殼未冷前對焊點作牢固性試驗。

2．簧片類元件接點焊接這類元件如繼電器、波段開關(guān)等，它們共同特點是簧片制造時加預應力，使之產(chǎn)生適當彈力，保證電接觸性能。如果安裝施焊過程中對簧片施加外力，那么破壞了接觸點的彈力，造成元件失效?；善愒附右I(lǐng)：可靠的預焊；加熱時間要短；不可對焊點任何方向加力；焊錫量宜少。3．FET及集成電路焊接MOSFET特別是絕緣柵極型，由于輸入阻抗很高，稍不慎即可能使內(nèi)部擊穿而失效。雙極型集成電路不像MOS集成電路那樣嬌氣，但由于內(nèi)部集成度高，通常管子隔離層都很薄，一旦受到過量的熱也容易損壞。無論哪種電路都不能承受高于200℃的溫度，因此焊接時必須非常小心。(1)電路引線如果是鍍金處理的，不要用刀刮，只需酒精擦洗或用繪圖橡皮擦干凈就可以了。(2)對CMOS電路如果事先已將各引線短路，焊前不要拿掉短路線。

(3)焊接時間在保證潤濕的前提下，盡可能短，一般不超過3s。

(4)使用烙鐵最好是恒溫230℃的烙鐵；也可用20W內(nèi)熱式，接地線應保證接觸良好。假設用外熱式，最好采用烙鐵斷電用余熱焊接，必要時還要采取人體接地的措施。(5)工作臺上如果鋪有橡膠墊、塑料等易于積累靜電材料，MOS集成電路芯片及印制電路板不宜放在臺面上。(6)烙鐵頭應修整窄一些，使焊一個端點時不會碰到相鄰端點。所用烙鐵功率內(nèi)熱式不超過20W，外熱式不超過30W。(7)集成電路假設不使用插座，可直接焊到印制板上、平安焊接順序為地端—輸出端—電源端—輸入端。4．瓷片電容，發(fā)光二極管，中周等元件的焊接這類元器件的共同弱點是加熱時間過長就會失效，其中瓷片電容、中周等元件是內(nèi)部接點開焊，發(fā)光管那么使管芯損壞。焊接前一定要處理好焊點，施焊時強調(diào)一個“快〞字。采用輔助散熱措施(見圖2.24)可防止過熱失效。2.3.6焊接缺陷分析1．焊點失效分析

作為電子產(chǎn)品主要連接方法的錫焊點，應該在產(chǎn)品的有效使用期限內(nèi)保證不失效。但實際上，總有一些焊點在正常使用期內(nèi)失效，究其原因有下述幾種。

(1)環(huán)境因素。有些電子產(chǎn)品本身就工作在有一定腐蝕性氣體的環(huán)境中，例如有些工廠在生產(chǎn)過程中就產(chǎn)生某些腐蝕性氣體，即使是家庭或辦公室中也不同程度地存在著腐蝕性氣體。這些氣體浸入有缺陷的焊點，例如有氣孔的焊點，在焊料和焊件界面很容易形成電化學腐蝕作用，使焊點早期失效。

(2)機械應力。產(chǎn)品在運輸(如汽車、火車)中或使用中(如機床、汽車上的電器)往往受周期性的機械振動，其結(jié)果使具有一定質(zhì)量的電子元件對焊點施加周期性的剪切力，反復作用的結(jié)果會使有缺陷的焊點失效。(3)熱應力作用。電子產(chǎn)品在反復通電—斷電的過程中，發(fā)熱元器件將熱量傳到焊點，根據(jù)焊點不同材料熱脹冷縮性能的差異，會對焊點產(chǎn)生熱應力，反復作用的結(jié)果也會使一些有缺陷的焊點失效。

2．對焊點的要求及外觀檢查1)對焊點的要求(1)可靠的電連接。電子產(chǎn)品的焊接是同電路通斷情況緊密相連的。一個焊點要能穩(wěn)定、可靠地通過一定的電流，沒有足夠的連接面積和穩(wěn)定的結(jié)合層是不行的。因為錫焊連接不是靠壓力，而是靠結(jié)合層到達電連接的目的，如果焊錫僅僅是堆在焊件外表或只有少局部形成結(jié)合層，那么在最初的測試和工作中也許不能發(fā)現(xiàn)，但隨著條件的改變和時間的推移，電路會產(chǎn)生時通時斷或者干脆不工作的現(xiàn)象，而這時觀察外表，電路依然是連接的，這是電子產(chǎn)品使用中最頭疼的問題，也是制造者必須十分重視的問題。(2)足夠的機械強度。焊接不僅起電連接作用，同時也是固定元器件保證機械連接的手段，這就有個機械強度的問題。作為錫焊材料的鉛錫合金本身強度是比較低的，常用鉛錫焊料抗拉強度約為3～4.7kg/cm2，只有普通鋼材的1/10，要想增加強度，就要有足夠的連接面積。當然如果是虛焊點，焊料僅僅堆在焊盤上，自然就談不到強度了。常見影響機械強度的缺陷還有焊錫過少、焊點不飽滿、焊接時焊料尚未凝固就使焊件振動而引起的焊點晶粒粗大(像豆腐渣狀)以及裂紋、夾渣等。(3)光潔整齊的外觀。良好的焊點要求焊料用量恰到好處，外表有金屬光澤，沒有拉尖、橋接等現(xiàn)象，并且不傷及導線絕緣層及相鄰元件。良好的外表是焊接質(zhì)量的反映，例如，外表有金屬光澤是焊接溫度適宜、生成合金層的標志，而不僅僅是外表美觀的要求。2)典型焊點外觀及檢查圖2.25所示為兩種典型焊點的外觀，其共同要求是：外形以焊接導線為中心，勻稱，成裙狀拉開；焊料的連接面呈半弓形凹面，焊料與焊件交界處平滑，接觸角盡可能??；外表有光澤且平滑；無裂紋、針孔、夾渣。圖2.25典型焊點外觀

所謂外觀檢查，除用目測(或借助放大鏡、顯微鏡觀測)焊點是否符合上述標準外，還包括檢查漏焊、焊料拉尖、焊料引起導線間短路(即所謂“橋接〞)、導線及元器件絕緣的損傷、布線整形以及焊料飛濺。檢查時除目測外還要用指觸、鑷子撥動、拉線等方法檢查有無導線斷線，焊盤剝離等缺陷。3．焊點通電檢查及試驗1)通電檢查通電檢查必須是在外觀檢查及連線檢查無誤后才可進行的工作，也是檢驗電路性能的關(guān)鍵步驟。如果不經(jīng)過嚴格的外觀檢查，通電檢查不僅困難較多而且有損壞設備儀器，造成平安事故的危險。例如電源連線虛焊，那么通電時就會發(fā)現(xiàn)設備加不上電，當然無法檢查。通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷，例如用目測觀察不到的電路橋接，但對于內(nèi)部虛焊的隱患就不容易覺察。所以根本的問題還是要提高焊接操作的技藝水平，不能把問題留給檢查工作去完成。圖2.26所示為通電檢查時可能遇到的故障與焊接缺陷的關(guān)系。圖2.26通電檢查及分析

2)例行試驗作為一種產(chǎn)品質(zhì)量認證和評價方法，例行試驗有不可取代的作用。模擬產(chǎn)品儲運、工作環(huán)境，加速惡化的方式能暴露焊接缺陷。以下幾種試驗是常用的：(1)溫度循環(huán)，溫度范圍大于實際工作環(huán)境溫度，同時加上濕度條件。

(2)振動試驗，一定振幅，一定頻率，一定時間的振動。

(3)跌落試驗，根據(jù)產(chǎn)品重量、體積規(guī)定一定高度的跌落。

4.常見焊點缺陷及質(zhì)量分析

造成焊接缺陷的原因很多，在材料(焊料與焊劑)與工具(烙鐵、夾具)一定的情況下，采用什么方式方法以及操作者是否有責任心，就是決定性的因素了。圖2.27表示導線端子焊接常見缺陷，表2-3列出了印制板焊點缺陷的外觀、特點、危害及產(chǎn)生原因，可供焊點檢查、分析時參考

圖2.27導線端子焊接缺陷例如(a)虛焊；(b)芯線過長；(c)焊錫浸過外皮；(d)外皮燒焦；(e)焊錫上吸；(f)斷絲；(g)甩絲；(h)芯線散開表2-3常見焊點缺陷及分析

2.3.7焊接后的清洗采用錫鉛焊料的焊接，為保證質(zhì)量，焊接時都要使用助焊劑。助焊劑在焊接過程中一般并不能充分揮發(fā)，經(jīng)反響后的殘留物會影響電子產(chǎn)品的電性能和三防性能(防潮濕、防鹽霧、防霉菌)，尤其是使用活性較強的助焊劑時，其殘留物危害更大。焊接后的助焊劑殘留物往往還會粘附一些灰塵或污物，吸收潮氣增加危害。因此，焊接后一般要對焊接點進行清洗，對有特殊要求的高可靠性產(chǎn)品的生產(chǎn)中更要做到這一點。清洗是焊接工藝的一個組成局部。一個焊接點既要符合焊接質(zhì)量要求，也要符合清洗質(zhì)量要求，這樣才算一個完全合格的焊接點。當然對使用無腐蝕性助焊劑和要求不高的產(chǎn)品也可不進行清洗。2.3.8拆焊技術(shù)1．拆焊的原那么拆焊的步驟一般是與焊接的步驟相反的，拆焊前一定要弄清楚原焊接點的特點，不要輕易動手。(1)不損壞撤除的元器件、導線、原焊接部位的結(jié)構(gòu)件。(2)拆焊時不可損壞印制電路板上的焊盤與印制導線。(3)對已判斷為損壞的元器件，可先行將引線剪斷，再行撤除，這樣可減少其他損傷的可能性。(4)在拆焊過程中，應盡量防止拆動其他元器件或變動其他元器件的位置，如確實需要，要做好復原工作。2.拆焊工具常用的拆焊工具除普通電烙鐵外還有鑷子、吸錫繩和吸錫電烙鐵等幾種：(1)鑷子以端頭較尖、硬度較高的不銹鋼為佳，用以夾持元器件或借助電烙鐵恢復焊孔。(2)吸錫繩用以吸取焊接點上的焊錫。專用的價格昂貴，可用鍍錫的編織套浸以助焊劑代用，效果也較好。(3)吸錫電烙鐵。用于吸去熔化的焊錫，使焊盤與元器件引線或?qū)Ь€別離，到達解除焊接的目的。3．拆焊的操作要點(1)嚴格控制加熱的溫度和時間。因拆焊的加熱時間和溫度較焊接時要長、要高，所以要嚴格控制溫度和加熱時間，以免將元器件燙壞或使焊盤翹起、斷裂。宜采用間隔加熱法來進行拆焊。(2)拆焊時不要用力過猛。在高溫狀態(tài)下，元器件封裝的強度都會下降，尤其是塑封器件、陶瓷器件、玻璃端子等，過分的用力拉、搖、扭都會損壞元器件和焊盤。

(3)吸去拆焊點上的焊料。拆焊前，用吸錫工具吸去焊料，有時可以直接將元器件拔下。即使還有少量錫連接，也可以減少拆焊的時間，減少元器件及印制電路板損壞的可能性。如果在沒有吸錫工具的情況下，那么可以將印制電路板或能移動的部件倒過來，用電烙鐵加熱拆焊點，利用重力原理，讓焊錫自動流向烙鐵頭，也能到達局部去錫的目的。4.印制電路板上元器件的拆焊方法(1)分點拆焊法。對臥式安裝的阻容元器件，兩個焊接點距離較遠，可采用電烙鐵分點加熱，逐點拔出。如果引線是折彎的，那么應用烙鐵頭撬直后再行撤除。(2)集中拆焊法。像晶體管以及直立安裝的阻容元器件，焊接點距離較近，可用電烙鐵同時快速交替加熱幾個焊接點，待焊錫熔化后一次拔出，如圖2.28所示。對多接點的元器件，如開關(guān)、插頭座、集成電路等可用專用烙鐵頭同時對準各個焊接點，一次加熱取下。專用烙鐵頭外形如圖2.29所示。圖2.28集中拆焊示意

圖2.29專用烙鐵頭

5．一般焊接點的拆焊方法(1)保存拆焊法。對需要保存元器件引線和導線端頭的拆焊，要求比較嚴格，也比較麻煩?？捎梦a工具先吸去被拆焊接點外面的焊錫。如果是鉤焊，那么應先用烙鐵頭撬起引線，抽出引線，圖2.30為鉤焊點拆焊示意圖。如果是繞焊，那么要弄清楚原來的繞向，在烙鐵頭加熱下，用鑷子夾住線頭逆繞退出，再調(diào)直待用。(2)剪斷拆焊法。被拆焊點上的元器件引線及導線如留有重焊余量，或確定元器件已損壞，那么可沿著焊接點根部剪斷引線，再用上述方法去掉線頭。圖2.30鉤焊點拆焊示意圖6．拆焊后的重新焊接(1)重新焊接的元器件引線和導線的剪截長度，離底板或印制電路板的高度、彎折形狀和方向，都應盡量保持與原來的一致，使電路的分布參數(shù)不致發(fā)生大的變化，以免使電路的性能受到影響，尤其對于高頻電子產(chǎn)品更要重視這一點。(2)印制電路板拆焊后，如果焊盤孔被堵塞，應先用錐子或鑷子尖端在加熱下，從銅箔面將孔穿通，再插進元器件引線或?qū)Ь€進行重焊。不能靠元器件引線從基板面捅穿孔，這樣很容易使焊盤銅箔與基板別離，甚至使銅箔斷裂。(3)拆焊點重新焊好元器件或?qū)Ь€后，應將因拆焊需要而彎折、移動過的元器件恢復原狀。一個熟練的維修人員拆焊過的維修點一般是不容易看出來的。2.4浸焊與波峰焊

2.4.1浸焊1.手工浸焊手工浸焊是由操作工人手持夾具將需焊接的已插裝好元器件的印制電路板浸入錫槽內(nèi)來完成的，其操作步驟和要求如下：(1)錫槽的準備。?錫槽熔化焊錫的溫度為230～250℃為宜。對較大的器件與印制電路板，可將焊錫溫度提高到260℃左右，且隨時參加松香助焊劑，及時去除焊錫層外表的氧化層。(2)印制電路板的準備。將插裝好元器件的印制電路板浸漬松香助焊劑，使焊盤上涂滿助焊劑。(3)浸錫。用夾具將待焊接的印制電路板水平地浸入錫槽中，使焊錫外表與印制電路板的焊盤完全接觸。浸焊的深度以印制電路板厚度的50%～70%為宜，浸焊的時間約3～5s。(4)完成浸焊。到達浸焊時間后，立即取離錫槽。稍冷卻后，即可檢查焊接質(zhì)量，假設有較大面積未焊好，那么應檢查原因，并重復浸焊。個別焊接點可用手工補焊。(5)剪腳。對元器件直腳插裝的印制電路板應用電動剪刀剪去過長的引腳，露出錫面長度不超過2mm為宜。2．自動浸焊1)工藝流程圖2.31所示的是自動浸焊的一般工藝流程圖。將插裝好元器件的印制電路板用專用夾具安置在傳送帶上。印制電路板先經(jīng)過泡沫助焊劑槽被噴上助焊劑，加熱器將助焊劑烘干，然后經(jīng)過熔化的錫槽進行浸焊，待錫冷卻凝固后再送到切頭機剪去過長的引腳。

圖2.31自動浸焊工藝流程圖

2)自動浸焊設備(1)帶振動頭自動浸焊設備。一般自動浸焊設備上都帶有振動頭，它安裝在安置印制電路板的專用夾具上。印制電路板由傳動機構(gòu)導入錫槽，浸錫2～3s，開啟振動頭2～3s使焊錫深入焊接點內(nèi)部，尤其對雙面印制電路板效果更好，并可振掉多余的焊錫。(2)超聲波浸焊設備。超聲波浸焊設備是利用超聲波來增強浸焊的效果，增加焊錫的滲透性，使焊接更可靠。此設備增加了超聲波發(fā)生器、換能器等局部，因此比一般設備復雜一些。3)浸焊操作本卷須知(1)為防止焊錫槽的高溫損壞不耐高溫的元器件和半開放性元器件，必須事前用耐高溫膠帶貼封這些元器件。(2)對未安裝元器件的安裝孔也需貼上膠帶，以防止焊錫填入孔中。(3)工人必須戴上防護眼鏡、手套，穿上圍裙。所有液態(tài)物體要遠離錫槽，以免倒翻在錫槽內(nèi)引起錫“爆炸〞及焊錫噴濺。(4)高溫焊錫外表極易氧化，必須經(jīng)常清理，以免造成焊接缺陷。浸焊比手工焊接的效率高，設備也較簡單，但由于錫槽內(nèi)的焊錫外表是靜止的，外表氧化物易粘在焊接點上。并且印制電路板焊面全部與焊錫接觸，溫度高，易燙壞元器件并使印制電路板變形，難以充分保證焊接質(zhì)量。浸焊是初始的自動化焊接，目前在大批量電子產(chǎn)品生產(chǎn)中已為波峰焊所取代，或在高可靠性要求的電子產(chǎn)品生產(chǎn)中作為波峰焊的前道工序。2.4.2波峰焊波峰焊是目前應用最廣泛的自動化焊接工藝。與自動浸焊相比較，其最大的特點是錫槽內(nèi)的錫不是靜止的，熔化的焊錫在機械泵(或電磁泵)的作用下由噴嘴源源不斷流出而形成波峰，波峰焊的名稱由此而來。波峰即頂部的錫無絲毫氧化物和污染物，在傳動機構(gòu)移動過程中，印制線路板分段、局部與波峰接觸焊接，防止了浸焊工藝存在的缺點，使焊接質(zhì)量可以得到保證，焊接點的合格率可達99.97%以上，在現(xiàn)代工廠企業(yè)中它已取代了大局部的傳統(tǒng)焊接工藝。1．波峰焊的工藝流程圖2.32所示的是兩種波峰焊工藝流程圖。圖(a)的工序比較簡單，只包含了必要的工序，因此其相應的造價也就較廉價。圖(b)的工序較復雜，幾乎包含了所有的焊接工序，因而自動化程度高，設備結(jié)構(gòu)龐大，造價也高。由于整個過程經(jīng)過了浸焊和波峰焊的兩次焊接，因此焊接質(zhì)量高，但也容易造成印制電路板受熱過度、阻焊劑脫落，對元器件也有一定影響，必須采取相應措施解決。圖2.32波峰焊工藝流程圖

2．波峰焊設備的主要功能波峰焊設備的主要功能有泡沫助焊劑發(fā)生槽、氣刀、熱風器和兩塊預熱板、波峰焊錫槽。(1)泡沫助焊劑發(fā)生槽是由塑料或不銹鋼制成的槽缸，內(nèi)裝一根微孔型發(fā)泡瓷管或塑料管，槽內(nèi)盛有助焊劑。當發(fā)泡管接通壓縮空氣時，助焊劑即從微孔內(nèi)噴出細小的泡沫，噴射到印制線路板覆銅的一面，如圖2.33所示。為使助焊劑噴涂均勻，微孔的直徑一般為10μm。

(2)氣刀是由不銹鋼管或塑料管制成，上面有一排小孔，同樣也可接上壓縮空氣，向著印制電路板外表噴氣，將板面上多余的助焊劑排除，同時把元器件引腳和焊盤“真空〞的大氣泡吹破，使整個焊面都噴涂上助焊劑，以提高焊接質(zhì)量。(3)熱風器和兩塊預熱板的作用是將印制電路板焊接面上的水淋狀助焊劑逐步加熱，使其成糊狀，增加助焊劑中活性物質(zhì)的作用，同時也逐步縮小印制電路板和錫槽焊料溫差，防止印制電路板變形和助焊劑脫落。由于助焊劑被加熱成糊狀或接近于固態(tài)，因此可有效防止“錫爆炸〞，消除印制電路板上的橋連問題。圖2.34熱風器示意圖

(4)波峰焊錫槽是完成印制電路板波峰焊接的主要設備之一。熔化的焊錫在機械泵(或電磁泵)的作用下由噴嘴源源不斷噴出而形成波峰，如圖2.35所示。當印制電路板經(jīng)過波峰時即到達焊接的目的。圖2.35波峰焊錫鍋結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.36常見波峰的形狀(a)?λ波；(b)?Z波；(c)?P波；(d)?T波；(e)雙T波；(f)雙λ波

圖2.37波峰焊機示意圖(a)圓周型；(b)直線型

3.波峰焊設備操作要點波峰焊設備操作要點主要有焊接溫度、波峰高度、傳送速度、傳送角度、清理氧化物。(1)焊接溫度是指被焊接處與熔化的焊錫波峰相接觸時的溫度。溫度過低會使焊接點毛糙、拉尖、不光亮，甚至造成虛假焊。溫度過高易使錫氧化加快，還會使印制電路板變形，損壞元器件。一般溫度控制在230～250℃之間，但還需要根據(jù)印制電路板的基板材料與尺寸、元器件的多少和熱容量大小、傳送帶速度及環(huán)境氣候不同，經(jīng)試驗后作出相應調(diào)整。

(2)波峰高度。波峰要穩(wěn)定，波峰高度最好是作用波的外表高度到達印制電路板厚度的1/2～2/3為宜。波峰高度直接影響焊接質(zhì)量。高度不夠，往往會造成漏焊和掛錫。波峰過高會使焊接點拉尖、堆錫過多，也會使錫溢在印制電路板插件外表，燙壞元器件，造成整個印制電路板報廢。(3)傳送速度。一般傳送速度取1～1.2m/min，視具體情況決定。冬季，印制電路板線條寬，元器件多，元器件熱容量大時，速度可稍慢一些，反之，速度可快一些。速度過慢，那么焊接時間過長，溫度過高，易損壞印制電路板和元器件。速度過快，那么焊接時間過短，易造成虛假焊、漏焊、橋連、氣泡等現(xiàn)象。(4)傳送角度。印制電路板傳送行進時，如果與焊錫的波峰形成一個傾角，那么可消除掛錫與拉尖現(xiàn)象。傾角一般選在5°～8°之間，視印制電路板面積及所插元器件多少經(jīng)試驗后具體確定。(5)清理氧化物。錫槽中的氧化物比重小，浮在熔錫外表，量少時可以隔離空氣，保護熔錫不再氧化。積累多了那么會在泵的作用下隨錫噴到印制電路板上，使焊點不光亮、產(chǎn)生渣孔和橋連等缺陷，因此需經(jīng)常清理錫槽中的氧化物，一般每日清理兩次即可。4．波峰焊接本卷須知(1)焊接前的檢查。焊接前應對設備的運轉(zhuǎn)情況，待焊接印制電路板的質(zhì)量及插件情況進行檢查。(2)焊接過程中的檢查。在焊接過程中應經(jīng)常注意設備運轉(zhuǎn)，及時清理錫槽外表的氧化物，添加聚苯醚或蓖麻油等防氧化劑，并及時補充焊料。(3)焊接后的檢查。焊接后要逐塊檢查焊接質(zhì)量，對少量漏焊、橋連的焊接點，應及時進行手工補焊修整。如出現(xiàn)大量焊接質(zhì)量問題，要及時找出原因。2.4.3組焊射流法這是一種經(jīng)過改進了的更為先進的波峰焊接設備。主要是對錫槽中熔錫波峰的產(chǎn)生裝置進行了改進，不僅可以焊接一般的單面印制電路板，也可以焊接雙面和多層印制電路板，能夠保證焊錫充滿金屬化孔內(nèi)，使焊接點到達很高的可靠性和很高的強度。組焊射流裝置如圖2.38所示。圖2.38組焊射流裝置

組焊射流法的根本工作原理是：槽內(nèi)充滿錫液并有六個小室，在這些小室內(nèi)部裝有電磁鐵的磁極，其繞組供以交流電。當電流通過線圈時，就在鐵芯中產(chǎn)生一個磁通，這一磁通包住了熔錫，而熔錫起到二次短路線匝的作用。當這一磁通隨時間作周期性(50?Hz)變化時，它就在熔化的焊錫中感應出一個電動勢。因為熔錫起二次短路線圈的作用，所以強大的感應電流通過熔錫，在短路的熔錫線圈中感應出的電流與電磁極的一次磁場相互作用，從磁場中得到一個能夠?qū)⑷刍说暮稿a向上拋的力。在錫面上形成兩個熔錫的波峰，它的高度可通過自耦變壓器來調(diào)節(jié)。錫液的溫度是靠電子電位差計和鎳鉻銅熱電偶自動控制的，也就是根據(jù)它們的反響信號，接通或斷開錫槽的加熱器，使溫度的控制實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。該裝置有一個控制面板，裝有電壓表和電流表用來指示電磁線圈中的電流和電壓。電容器組在調(diào)諧時用來選擇頻率。為了使電磁極之間形成的兩個噴峰分布成寬而均勻的熔錫流，要使用液壓變換器(噴嘴)。變換器在槽的小室之間的空隙中，由兩個小室(上和下)、錫流擴散器和磁路分路器組成。它的形狀能滿足在整個寬度上獲得穩(wěn)定、均勻的射流要求，可用實驗的方法來確定。液壓變換器同時也能對錫流進行調(diào)節(jié)。

2.5外表安裝技術(shù)2.5.1外表安裝技術(shù)外表安裝技術(shù)，也稱SMT技術(shù)，是伴隨無引腳或引腳極短的片狀元器件(也稱SMD元器件)的出現(xiàn)，而開展并已得到廣泛應用的安裝焊接技術(shù)。它打破了在印制電路板上“通孔〞安裝元器件，然后再焊接的傳統(tǒng)工藝，直接將SMD元器件平臥在印制電路板外表進行安裝，如圖2.39所示。圖2.39SMD元器件的外表安裝采用外表安裝技術(shù)有如下優(yōu)點：(1)減少了焊接工序，提高了生產(chǎn)效率。外表安裝技術(shù)無需在印制電路板上打孔，無需孔的金屬化，元器件無需預成形。(2)減少了印制電路板的體積。外表安裝技術(shù)由于采用了SMD元器件，體積明顯減少，另一方面由于無印制電路板帶鉆孔的焊盤，線條可以做得很細(可達0.1～0.025mm)，線條之間的間隔也可減少(可達0.1mm)，因而印制電路板上元器件的密度可以做得很高，還可將印制電路板多層化。(3)改善了電路的高頻特性。由于元器件無引線或引線極短，減小了印制電路板的分布參數(shù)，改善了高頻特性。(4)可以進行計算機控制，全自動安裝。整個SMT程序都可以自動進行，生產(chǎn)效率高，而且安裝和可靠性也大大提高，適合于大批量生產(chǎn)。

2.5.2外表安裝技術(shù)工藝流程圖2.40所示的是外表安裝技術(shù)(SMT)工藝流程框圖。整個工藝過程包括六局部，即安裝印制電路板、點膠(或涂膏)、貼裝SMD元器件、烘干、焊接和清洗。圖2.40外表安裝技術(shù)(SMT)工藝流程框圖(1)安裝印制電路板就是將印制電路板固定在帶有真空吸盤，板面有X—Y坐標的臺面上。臺面應固定不動，定位準確，以便于機械手按坐標進行準確點膠或涂膏，安置SMD元器件。(2)點膠的目的是為了讓SMD元器件預先粘在印制電路板上。根據(jù)SMD元器件大小而確定點膠的數(shù)量，小片子點一個點，大片子點2、3個點，可以通過編程事先確定。操作時應注意不可將膠點在印制電路板的焊接點上。SMD元器件被固定在膠上后再經(jīng)波峰焊焊接。

(3)焊膏和涂膏工藝。SMT技術(shù)假設采用再流焊(也稱重熔焊)，需要進行涂焊膏。焊膏有兩種，一種是松香型，它的性能穩(wěn)定，幾乎無腐蝕性，也便于清洗。另一種是水溶性的，其活性較強，清洗工藝復雜，要求一次性投資。一般生產(chǎn)企業(yè)常采用松香型焊膏，焊膏的成分參見表2-4所示。表2-4焊膏成分參考表

圖2.41所示的是用焊膏進行SMT技術(shù)安裝的示意圖。焊膏涂在印制電路板的焊接點上，SMD元器件由焊膏固定，在后道工序中進行再流焊。涂膏時要將焊膏準確地涂在焊接點上。常用的涂膏工藝有以下兩種：①

絲網(wǎng)漏印法。利用絲網(wǎng)漏印原理，將焊膏涂于印制電路板的焊點上，然后再將SMD元器件置于規(guī)定焊點的焊膏上，最后通過再流焊一次完成焊接。目前多數(shù)已用不銹鋼模板取代絲網(wǎng)，提高了精確度和使用壽命。

②

自動點膏法。利用計算機控制的機械手，按照事前編好的程序及元器件在印制電路板上位置的坐標，將焊膏涂上后再安裝SMD元器件，通過再流焊一次完成焊接。

圖2.41用焊膏進行SMT技術(shù)安裝的示意圖

(4)?SMT焊接工藝。目前SMT焊接工藝可分為兩大類，即波峰焊和再流焊。波峰焊SMT的工藝前面已作了介紹。在SMD元器件焊接時，由于焊點上無插件孔，因此助焊劑在高溫汽化時所產(chǎn)生的大量蒸汽無法排放，在印制電路板和錫峰外表交接處會產(chǎn)生“錫爆炸〞，無數(shù)個細小的錫珠濺到印制電路板銅街線和元器件之間，就會形成橋連短路。為了解決這個問題，焊錫波峰采用雙T波峰，如圖2.42所示。圖2.42SMT的波峰焊(a)雙T波峰焊；(b)“Ω〞波峰焊采用雙T波峰焊第一波峰頂?shù)膶挾纫鹊诙ǚ屙斦枚?，印制電路板通過第一波峰時，由于波峰窄，助焊劑蒸汽容易排出，因此在第二波峰時不會再產(chǎn)生“錫爆炸〞現(xiàn)象，而由第一波峰焊引起的錫珠也可以被第二波峰焊消除。同時再安裝高溫高壓氣刀，那么效果會更好。通常SMD元器件焊接處都已預焊上錫，印制電路板焊接點也已涂上焊膏，通過對焊接點加熱，使兩種工件上的焊錫重新熔化到一起，實現(xiàn)電氣連接，所以這種焊接也稱作重熔