電子裝配第4章焊接和元器件裝配

電子裝配第4章焊接和元器件裝配2023/12/27電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.1電烙鐵4.1.1電烙鐵的分類電烙鐵是用來熔化焊錫、熔接元件的一種工具，根據(jù)烙鐵心與烙鐵頭位置的不同可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。1．外熱式電烙鐵外熱式電烙鐵由：1烙鐵頭、2烙鐵頭固定螺釘、3外殼、4木柄、5后蓋、6插頭、7接縫和8烙鐵心組成。因烙鐵頭放在烙鐵心內(nèi)故稱之為外熱式。圖4.1電烙鐵外形烙鐵頭的溫度可以通過烙鐵頭固定螺釘來調(diào)節(jié)。外熱式電烙鐵的規(guī)格有多種，常用的有25W,45W,75W,100W等。2．內(nèi)熱式電烙鐵內(nèi)熱式電烙鐵由手柄、連接桿、彈簧夾、烙鐵頭、烙鐵心等組成。內(nèi)熱式電烙鐵發(fā)熱快、熱效率高、體積小、重量輕，故目前用得較多。3．吸焊電烙鐵吸焊電烙鐵用于對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行拆焊。主要由含電熱絲的外壁、彈簧及柱狀內(nèi)心組成。4．氣焊烙鐵這種烙鐵采用液化氣、甲烷等氣體燃燒來加熱，適合在供電不方便的地方使用。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.1.2電烙鐵的正確選用和使用方法在焊接的時(shí)候?yàn)榱瞬划a(chǎn)生虛焊、不傷及電路板和元器件，必須根據(jù)被焊接焊件的大小、位置、質(zhì)地選擇不同的形狀、不同功率的電烙鐵及掌握不同的電烙鐵的握法。電烙鐵的選用可參考以下幾個(gè)原則：（1）烙鐵頭頂端溫度要根據(jù)焊料的熔點(diǎn)，一般比焊料熔點(diǎn)高出30～80℃。（2）烙鐵頭的形狀要與被焊接物件的要求和電路板裝配密度相適應(yīng)。通常，尖頭適合小功率焊件，橢圓形焊頭用于一般的焊接。（3）按照焊件的不同來選擇烙鐵的功率，集成電路適合采用20W以下的內(nèi)熱式電烙鐵；焊接較粗電纜及同軸電纜時(shí)可選用50W以下內(nèi)熱或45W～75W的外熱式電烙鐵；至于焊接金屬底盤等較大元件，則應(yīng)考慮采用100W以上外熱式電烙鐵。電子裝配第4章焊接和元器件裝配電烙鐵使用中的注意事項(xiàng)。（1）新買的電烙鐵或者使用時(shí)間較長(zhǎng)，烙鐵頭出現(xiàn)凹坑等情況的電烙鐵，需要用銼刀挫成所需形狀，然后通電，使烙鐵頭的溫度剛能熔錫時(shí)，涂上一層松香，然后涂一層錫，如此進(jìn)行二三次，烙鐵就可以使用了。（2）在焊接過程中發(fā)現(xiàn)溫度略微過高或過低，可調(diào)節(jié)烙鐵頭的長(zhǎng)度，外熱式須松開緊固螺絲，內(nèi)熱式可直接調(diào)節(jié)。（3）在用電烙鐵焊接過程中，如較長(zhǎng)時(shí)間不使用烙鐵，最好把電源拔掉。（4）更換烙鐵心時(shí)，要注意電烙鐵內(nèi)部的三個(gè)接線柱，其中有一個(gè)是接地線的，該接線柱應(yīng)與地線相連。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.2焊料和焊劑的選用4.2.1焊料焊料一般用熔點(diǎn)較低的金屬或金屬合金制成。使用焊料的主要目的是把被焊物連接起來，對(duì)電路來說構(gòu)成一個(gè)通路，所以對(duì)焊料有以下幾個(gè)要求：（1）焊料的熔點(diǎn)要低于被焊接物。（2）易于與被焊物連成一體，要具有一定的抗壓能力。（3）導(dǎo)電性能要較好。（4）結(jié)晶的速度要快。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.2.2助焊劑1．助焊劑的作用助焊劑和以前在印制電路板設(shè)計(jì)和制作中講到的阻焊劑的作用剛好相反，它是幫助被焊物和焊料之間的焊接的。助焊劑一方面在焊接過程中清除氧化物和雜質(zhì)，另一方面在焊接結(jié)束后保護(hù)剛形成的溫度較高的焊點(diǎn)，使其不被氧化。這就是助焊劑所能實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)重要的作用。此外，助焊劑還具有以下幾個(gè)作用。（1）幫助焊料流動(dòng)，焊料和助焊劑是相溶的，這將會(huì)加快液態(tài)焊料的流動(dòng)速度。（2）能加快熱量從烙鐵頭向焊料和被焊物表面?zhèn)鬟f。一般使用的助焊劑的熔點(diǎn)要比焊料低，所以在加熱過程中應(yīng)先熔化成液體填充間隙濕潤(rùn)焊點(diǎn)，在此過程中一方面清除氧化物和雜質(zhì)，另一方面?zhèn)鬟f熱量電子裝配第4章焊接和元器件裝配2．助焊劑的分類助焊劑分為無機(jī)、有機(jī)和樹脂三大系列。常用的松香即屬于樹脂系列。（1）無機(jī)助焊劑。這一類助焊劑主要由氯化鋅、氯化銨等混合物組成，助焊效果較理想，但腐蝕性大。如對(duì)殘留物清洗不干凈，將會(huì)破壞印制電路板的絕緣性。俗稱焊油的多為這類焊劑。（2）有機(jī)焊劑。有機(jī)焊劑多為有機(jī)酸鹵化物的混合物，助焊性能也較好，但具有有機(jī)物的特性，遇熱分解、有腐蝕性。（3）樹脂焊劑。樹脂焊劑通常從樹木的分泌物中提取，屬于天然產(chǎn)物，不會(huì)有什么腐蝕性。松香是這類焊劑的代表。目前有一種常用的松香酒精焊劑是用松香溶解在無水酒精中形成的，松香占到23%～30%。具有無腐蝕、絕緣性能好、穩(wěn)定和耐濕等特點(diǎn)，且易于清洗，并能形成焊點(diǎn)保護(hù)膜。電子裝配第4章焊接和元器件裝配3．助焊劑的選用（1）如果電子元件的管腳以及電路板表面都比較干凈，可使用純松香焊劑，這樣的焊劑活性較弱。（2）如果電子元件的管腳以及焊接面上有銹漬等，可用無機(jī)焊劑。但要注意，在焊接完畢后清除殘留物。（3）焊接金、銅、鉑等易焊金屬時(shí)，可使用松香焊劑。（4）焊接鉛、黃銅、鍍鎳等焊接性能差的金屬和合金時(shí)，可選用有機(jī)焊劑的中性焊劑或酸性焊劑，但要注意清除殘留物。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.3元件的裝配和焊接工藝4.3.1元件裝配為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在印制電路板上進(jìn)行元件裝配時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。正常的元件裝配需要有以下流程：元器件檢測(cè)、老化篩選、元器件成形、元件插裝、焊接和成品調(diào)試等。1．元器件和導(dǎo)線的焊前加工分別介紹多股導(dǎo)線和同軸電纜的端頭處理。（1）多股導(dǎo)線。多股導(dǎo)線的內(nèi)部有多根細(xì)的芯線，芯線較容易被弄斷。焊接多股導(dǎo)線時(shí)，首先要用剝線鉗剝離導(dǎo)線的絕緣層，要正確選擇口徑合適的剝線鉗；接著需要把多股導(dǎo)線的線頭進(jìn)行捻頭處理，即按芯線原來的捻緊方向繼續(xù)捻緊，使其成為一股，然后再上錫。（2）同軸電纜。同軸電纜具有四層結(jié)構(gòu)，最外層是絕緣層；接著是金屬網(wǎng)層亦叫屏蔽層，由金屬線編織而成；第三層是絕緣體，具有一定的厚度，一般由塑料等有機(jī)物做成，用于隔離屏蔽層和最內(nèi)部的金屬導(dǎo)線。電子裝配第4章焊接和元器件裝配2．元器件的成型雖然印制電路板上的元件插孔是根據(jù)原件的具體形狀安排的，但在元件插上去的時(shí)候還是需要做一些調(diào)整，比如說，新的電阻一般呈直線狀，在放到電路板上去的時(shí)候肯定需要處理引腳。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，元器件成型多采用模具成型。平常我們可以用尖嘴鉗或鑷子成型。注意在手工成型過程中任何彎曲處都不允許出現(xiàn)直角，即要有一定的弧度，否則會(huì)使得折彎處的導(dǎo)線截面變小，電器特性變差。電子裝配第4章焊接和元器件裝配3．元器件的插裝和排列（1）插裝。元件的插裝一般有臥式和立式。臥式插裝式將原件水平地緊貼在印制電路板上。這種插裝穩(wěn)定性好，容易排列，維修方便。立式插裝的優(yōu)點(diǎn)是元件密度大，拆卸方便。下面介紹一些特別元件的安裝。①變壓器。變壓器一般本身帶有固定腳，安裝時(shí)把固定腳插入印制電路板上對(duì)應(yīng)的孔位，然后焊接即可。②大電容。較大的電容器可用彈性?shī)A固定在電路板上。③磁棒。磁棒一般用塑料支架固定，將支架插到電路板上的對(duì)應(yīng)位置，從反面將塑料熔化，冷卻固定。（2）排列。要求有數(shù)據(jù)的面在上面，排列時(shí)要求方向一致。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4．印制電路板的檢查和修復(fù)在插裝元件前一定要檢查印制電路板的可焊性，要求板面干凈、無氧化發(fā)黑和污染。在組裝、維修過程中，遇到印制電路板銅箔翹起、斷裂、焊盤脫落等情況，可予以修復(fù)。對(duì)于斷裂的銅箔可采用搭接和跨接兩種方式。搭接法是一種將斷裂處的兩個(gè)端頭搭接起來的方法，具體做法如下：①刮掉距兩個(gè)端頭5mm的那一段的表面上的阻焊劑和涂覆層。②用酒精擦拭這兩個(gè)部位。③給這兩個(gè)部位上錫，再把一段鍍錫導(dǎo)線焊接上去。電子裝配第4章焊接和元器件裝配5．元器件插裝后的引腳處理元器件插到印制電路板上的插孔后，其引線穿過焊盤還應(yīng)留有1～2mm，這樣才可以保證錫焊后的焊點(diǎn)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。6．導(dǎo)線和套管色標(biāo)的規(guī)定①直流電路：正極棕色；負(fù)極藍(lán)色；接地線為淺藍(lán)色。②交流三相電路：第一、二、三相分別為綠黃、綠、紅色；零線為淺藍(lán)色；安全用接地線為黃綠雙色線。③半導(dǎo)體三極管：發(fā)射極、集電極、基極分別為藍(lán)、紅、黃色。④半導(dǎo)體二極管：陽極為藍(lán)色；陰極為紅色。⑤晶閘管：陽極為藍(lán)色；陰極為紅色；控制極為黃色。⑥雙向晶閘管：主電極為白色；控制極為黃色。⑦場(chǎng)效應(yīng)管：源、柵、漏極分別為白、綠、紅色。⑧有極性電容：正、負(fù)極分別為藍(lán)、紅色。⑨光耦合器件：輸入端陰極、陽極分別為紅、藍(lán)色；輸出端發(fā)射極為黃色，集電極為白色。⑩電子管：控制柵為綠色，燈絲為白色。紅、藍(lán)、白、黃、綠的代用色依次為粉紅、天藍(lán)、灰、橙、紫色。電子裝配第4章焊接和元器件裝配4.3.2焊接工藝在完成電子線路的組裝后，焊接便成為一個(gè)最主要的工作。一塊電路板上有很多焊點(diǎn)，只要其中一個(gè)出了問題，就會(huì)影響整個(gè)電路的工作。不僅要保證焊接質(zhì)量，還要提高焊接速度。電路板要能適合不同的工作環(huán)境，要能承受一定的壓力，并且要在預(yù)定的工作年限內(nèi)有效地工作。因此，制作電路板必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，就焊點(diǎn)而言，有以下幾個(gè)要求：①焊點(diǎn)要有足夠的強(qiáng)度。②焊點(diǎn)要可靠，具有良好的導(dǎo)電性能。③焊點(diǎn)表面要光滑、干凈。電子裝配第4章焊接和元器件裝配1．焊接過程（1）焊接的溫度和時(shí)間的掌握。焊接過程中如果溫度過低，則焊錫熔化緩慢，流動(dòng)性差，在還沒有濕潤(rùn)引線和焊盤時(shí)，焊錫就可能已經(jīng)凝固，從而形成虛焊。這種焊點(diǎn)看上去不光亮，表面粗糙。這時(shí)就需要增加電烙鐵的溫度。但如果溫度過高，會(huì)使得焊錫快速擴(kuò)散開，焊點(diǎn)處存不住錫，焊劑分解過快，產(chǎn)生炭化顆粒，也會(huì)造成虛焊。溫度過高還可能導(dǎo)致焊盤脫落。（2）焊料的施加。在焊接過程中需要給焊點(diǎn)添加焊料，添多了會(huì)使焊點(diǎn)過大甚至出現(xiàn)虛焊，添少了會(huì)降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度，這有個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累過程。（3）重焊處理。如果焊點(diǎn)需要重新焊接，先觀察原焊點(diǎn)處的焊錫是否光亮，如已經(jīng)發(fā)黑最好用吸焊器把原來的焊錫吸掉。（4）拆焊。在焊接、維修過程中可能會(huì)出現(xiàn)把焊上去的元件取下來進(jìn)行更換的情況，拆焊是一個(gè)非常麻煩的事情，拆焊過程中的過度加熱和彎折極易造成元件損壞，焊盤脫落。所以要盡可能避免焊前元件插裝出錯(cuò)。電子裝配第4章焊接和元器件裝配（5）工業(yè)焊接。目前電子產(chǎn)品的批量生產(chǎn)基本上是采用自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。只要設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性得到保障，那么自動(dòng)焊接系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品也會(huì)具有很高的穩(wěn)定性、可靠性和標(biāo)準(zhǔn)性。①波峰焊。前面曾經(jīng)對(duì)波峰焊的大致情況做過介紹，下面來詳細(xì)介紹。波峰焊適合大面積、大批量的印制電路板的焊接。元件自動(dòng)裝配機(jī)加上波峰焊機(jī)是現(xiàn)在大量采用的自動(dòng)焊接系統(tǒng)。波峰焊的工藝流程為：裝配完的印制電路板放到傳送裝置的夾