電子制作焊接基礎(chǔ)知識(shí)

/電子制作焊接基礎(chǔ)知識(shí)手工焊接的工具任何電子產(chǎn)品，從幾個(gè)零件構(gòu)成的整流器到成千上萬個(gè)零部件組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都是由基本的電子元件器件和功能構(gòu)成，按電路工作原理，用一定的工藝方法連接而成。雖然連接方法有多種（例如、繞接、壓接、粘接等）但使用最廣泛的方法是錫焊。1．手工焊接的工具（1）電烙鐵（2）鉻鐵架圖1焊接常用工具2．錫焊的條件為了提高焊接質(zhì)量，必須注意掌握錫焊的條件。被焊件必須具備可焊性。被焊金屬表面應(yīng)保持清潔。使用合適的助焊劑。具有適當(dāng)?shù)暮附訙囟取＞哂泻线m的焊接時(shí)間。（2）助焊劑：常用的助焊劑是松香或松香水（將松香溶于酒精中）。焊接較大元件或?qū)Ь€時(shí)，也可采用焊錫膏。但它有一定腐蝕性，焊接后應(yīng)及時(shí)清除殘留物。二、焊料與助焊劑1．焊料凡是用來熔合兩種或兩種以上的金屬面，使之成為一個(gè)整體的金屬或合金都叫焊料。這里所說的焊料只針對(duì)錫焊所用焊料。焊接電子元件，一般采用有松香芯的焊錫絲，這種焊錫絲，熔點(diǎn)較低，而且內(nèi)含松香助焊劑，使用極為方便。常用錫焊材料：管狀焊錫絲，抗氧化焊錫，含銀的焊錫，焊膏等。2．助焊劑的選用。在焊接過程中，由于金屬在加熱的情況下會(huì)產(chǎn)生一薄層氧化膜，這將阻礙焊錫的浸潤(rùn)，影響焊接點(diǎn)合金的形成，容易出現(xiàn)虛焊、假焊現(xiàn)象。使用助焊劑可改善焊接性能，如可清除金屬表面的氧化物利于焊接，又可保護(hù)烙鐵頭。助焊劑有松香、松香溶液、焊膏焊油等，可根據(jù)不同的焊接對(duì)象合理選用。三、焊接常用輔助工具：尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子、小刀等，如圖2所示。四、手工焊接工具電烙鐵的使用電烙鐵是最常用的焊接工具。它分為內(nèi)熱式電烙鐵和外熱式兩種。我們一般使用20W內(nèi)熱式電烙鐵來進(jìn)行電子元器件的焊接，其外形如圖3所示。圖2焊接輔助工具（尖嘴鉗偏口鉗鑷子小刀）圖3內(nèi)熱式電烙鐵電烙鐵要用220V交流電源，使用時(shí)要特別注意安全。應(yīng)認(rèn)真做到以下幾點(diǎn)：電烙鐵插頭最好使用三極插頭。要使外殼妥善接地。使用前，應(yīng)認(rèn)真檢查電源插頭、電源線有無損壞。并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。新烙鐵使用前要上錫，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，使烙鐵頭均勻的吃上一層錫。舊烙鐵可在通電燒熱前用細(xì)砂紙將烙鐵頭打光亮，如已嚴(yán)重氧化而發(fā)黑可用鋼挫挫去表層氧化物，使其露出金屬光澤后，再重新鍍錫使用。這種給烙鐵頭上錫的做法主要便于焊接和防止烙鐵頭表面氧化。電烙鐵有三種握法，如圖4所示。其中反握法的動(dòng)作穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間操作不易疲勞，適于大功率烙鐵的操作；正握法適于小功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作；一般在操作臺(tái)上焊接印制板等焊件時(shí)，多采用握筆法。為減少焊劑加熱時(shí)揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人的危害，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20，通常以30為宜。圖4握電烙鐵的手法示意圖圖5焊錫絲的拿法焊錫絲一般有兩種拿法，如圖5所示。由于焊錫絲中含有一定比例的鉛，而鉛是對(duì)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。焊接時(shí)，應(yīng)把焊盤和元件的引腳用細(xì)砂紙打磨干凈，涂上助焊劑。用烙鐵頭沾取適量焊錫，接觸焊點(diǎn)，待焊點(diǎn)上的焊錫全部熔化并浸沒元件引線頭后，電烙鐵頭沿著元器件的引腳輕輕往上一提離開焊點(diǎn)。焊接的元件應(yīng)先從電阻、二極管等低管腳的元件開始，集成電路應(yīng)最后焊接，最好使用集成電路專用插座，焊好插座后再把集成電路插上去。焊接時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則容易燙壞元件，必要時(shí)可用鑷子夾住管腳幫助散熱。焊錫用量要適中，應(yīng)使焊點(diǎn)呈正弦波峰形狀，表面光亮圓滑，無錫刺。電烙鐵使用中，不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過多時(shí)，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人。焊接過程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時(shí)，應(yīng)放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。焊接完成后，要用酒精把線路板上殘余的助焊劑清洗干凈，以防炭化后的助焊劑影響電路正常工作。使用結(jié)束不用時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，拔下電源插頭，待冷卻后再收回工具箱。五、手工焊接操作的基本步驟掌握好電烙鐵的溫度和焊接時(shí)間，選擇恰當(dāng)?shù)睦予F頭和焊點(diǎn)的接觸位置，才可能得到良好的焊點(diǎn)。正確的手工焊接操作過程可以分成五個(gè)步驟，如圖6所示。圖6手工焊接步驟1．基本操作步驟⑴步驟一：準(zhǔn)備施焊（圖(a)）左手拿焊絲，右手握烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。⑵步驟二：加熱焊件（圖(b)）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1～2秒鐘。對(duì)于在印制板上焊接元器件來說，要注意使烙鐵頭同時(shí)接觸兩個(gè)被焊接物。例如，圖(b)中的導(dǎo)線與接線柱、元器件引線與焊盤要同時(shí)均勻受熱。⑶步驟三：送入焊絲（圖(c)）焊件的焊接面被加熱到一定溫度時(shí)，焊錫絲從烙鐵對(duì)面接觸焊件。注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上?、炔襟E四：移開焊絲（圖(d)）當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開焊絲。⑸步驟五：移開烙鐵（圖(e)）焊錫浸潤(rùn)焊盤和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移開烙鐵，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。2．錫焊三步操作法對(duì)于熱容量小的焊件，例如印制板上較細(xì)導(dǎo)線的連接，可以簡(jiǎn)化為三步操作。準(zhǔn)備：同以上步驟一；加熱與送絲：烙鐵頭放在焊件上后即放入焊絲。去絲移烙鐵：焊錫在焊接面上浸潤(rùn)擴(kuò)散達(dá)到預(yù)期范圍后，立即拿開焊絲并移開烙鐵，并注意移去焊絲的時(shí)間不得滯后于移開烙鐵的時(shí)間。對(duì)于吸收低熱量的焊件而言，上述整個(gè)過程的時(shí)間不過2至4s，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)，都是要通過大量實(shí)踐并用心體會(huì)才能解決的問題。有人總結(jié)出了在五步驟操作法中用數(shù)秒的辦法控制時(shí)間：烙鐵接觸焊點(diǎn)后數(shù)一、二（約2s），送入焊絲后數(shù)三、四，移開烙鐵，焊絲熔化量要靠觀察決定。此辦法可以參考，但由于烙鐵功率、焊點(diǎn)熱容量的差別等因素，實(shí)際掌握焊接火候并無定章可循，必須具體條件具體對(duì)待。試想，對(duì)于一個(gè)熱容量較大的焊點(diǎn)，若使用功率較小的烙鐵焊接時(shí)，在上述時(shí)間內(nèi)，可能加熱溫度還不能使焊錫熔化，焊接就無從談起。六、手工焊接操作的具體手法在保證得到優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的目標(biāo)下，具體的焊接操作手法可以有所不同。1．保持烙鐵頭的清潔。焊接時(shí)，烙鐵頭長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，又接觸助焊劑等弱酸性物質(zhì)，其表面很容易氧化腐蝕并沾上一層黑色雜質(zhì)。這些雜質(zhì)形成隔熱層，妨礙了烙鐵頭與焊件之間的熱傳導(dǎo)。因此，要注意用一塊濕布或濕的木質(zhì)纖維海綿隨時(shí)擦拭烙鐵頭。對(duì)于普通烙鐵頭，腐蝕污染嚴(yán)重時(shí)可使用銼刀修去表面氧化層，對(duì)于長(zhǎng)壽命烙鐵頭不能使用這種方法。2．靠增加接觸面積來加快傳熱。加熱時(shí)，應(yīng)該讓焊件上需要焊錫浸潤(rùn)的各部分均勻受熱，而不是僅僅加熱焊件的一部分，更不要采用烙鐵對(duì)焊件增加壓力的辦法，以免造成損壞或不易覺察的隱患。有些初學(xué)者用烙鐵頭對(duì)焊接面施加壓力，企圖加快焊接，這是不對(duì)的。正確的方法是，要根據(jù)焊件的形狀選用不同的烙鐵頭，或者自己修整烙鐵頭，讓烙鐵頭與焊件形成面的接觸而不是點(diǎn)或線的接觸。這樣，就能大大提高傳熱效率。3．加熱要靠焊錫橋。在非流水線作業(yè)中，焊接的焊點(diǎn)形狀是多種多樣的，不大可能不斷更換烙鐵頭。要提高加熱的效率，需要有進(jìn)行熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵頭上保留少量焊錫，作為加熱時(shí)烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。由于金屬熔液的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣，使焊件很快就被加熱到焊接溫度。應(yīng)該注意，作為焊錫橋的錫量不可保留過多，不僅因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間存留在烙鐵頭上的焊料處于過熱狀態(tài)，實(shí)際已經(jīng)降低了質(zhì)量，還可能造成焊點(diǎn)之間誤連短路。4．烙鐵撤離有講究。烙鐵的撤離要及時(shí)，而且撤離時(shí)的角度和方向與焊點(diǎn)的形成有關(guān)。如圖所示為烙鐵不同的撤離方向?qū)更c(diǎn)錫量的影響。圖7烙鐵撤離方向和焊點(diǎn)錫量的關(guān)系5．在焊錫凝固之前不能動(dòng)。切勿使焊件移動(dòng)或受到振動(dòng)，特別是用鑷子夾住焊件時(shí)，一定要等焊錫凝固后再移走鑷子，否則極易造成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)疏松或虛焊。6．焊錫用量要適中。手工焊接常使用的管狀焊錫絲，內(nèi)部已經(jīng)裝有由松香和活化劑制成的助焊劑。焊錫絲的直徑有0.5、0.8、1.0、…、5.0等多種規(guī)格，要根據(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。焊接時(shí)要注意焊錫量的把握，焊錫用量不足極容易造成導(dǎo)線脫落，過量又易造成短路故障，圖8為焊錫量把握情況。圖8焊點(diǎn)錫量的掌握7．焊劑用量要適中。適量的助焊劑對(duì)焊接非常有利。過量使用松香焊劑，焊接以后勢(shì)必需要擦除多余的焊劑，并且延長(zhǎng)了加熱時(shí)間，降低了工作效率。當(dāng)加熱時(shí)間不足時(shí)，又容易形成“夾渣”的缺陷。焊接開關(guān)、接插件的時(shí)候，過量的焊劑容易流到觸點(diǎn)上，會(huì)造成接觸不良。合適的焊劑量，應(yīng)該是松香水僅能浸濕將要形成焊點(diǎn)的部位，不會(huì)透過印制板上的通孔流走。對(duì)使用松香芯焊絲的焊接來說，基本上不需要再涂助焊劑。目前，印制板生產(chǎn)廠在電路板出廠前大多進(jìn)行過松香水噴涂處理，無需再加助焊劑。8．不要使用烙鐵頭作為運(yùn)送焊錫的工具。有人習(xí)慣到焊接面上進(jìn)行焊接，結(jié)果造成焊料的氧化。因?yàn)槔予F尖的溫度一般都在300℃以上，焊錫絲中的助焊劑在高溫時(shí)容易分解失效，焊錫也處于過熱的低質(zhì)量狀態(tài)。七、焊點(diǎn)質(zhì)量及檢查對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量要求，應(yīng)該包括電氣接觸良好、機(jī)械結(jié)合牢固和美觀三個(gè)方面。保證焊點(diǎn)質(zhì)量最重要的一點(diǎn)，就是必須避免虛焊。一般來說，造成虛焊的主要原因是：焊錫質(zhì)量差；助焊劑的還原性不良或用量不夠；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)間掌握不好，太長(zhǎng)或太短；焊接中焊錫尚未凝固時(shí)，焊接元件松動(dòng)。1．對(duì)焊點(diǎn)的要求可靠的電氣連接，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，光潔整齊的外觀2．典型焊點(diǎn)的形成及其外觀在單面和雙面（多層）印制電路板上，焊點(diǎn)的形成是有區(qū)別的：見圖，在單面板上，焊點(diǎn)僅形成在焊接面的焊盤上方；但在雙面板或多層板上，熔融的焊料不僅浸潤(rùn)焊盤上方，還由于毛細(xì)作用，滲透到金屬化孔內(nèi)，焊點(diǎn)形成的區(qū)域包括焊接面的焊盤上方、金屬化孔內(nèi)和元件面上的部分焊盤，如圖9所示。圖9焊點(diǎn)的形成圖10典型焊點(diǎn)的外觀典型焊點(diǎn)如圖10所示，從外表直觀看對(duì)它的要求是：形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷，呈漫坡狀，以焊接導(dǎo)線為中心，對(duì)稱成裙形展開。虛焊點(diǎn)的表面往往向外凸出，可以鑒別出來。焊點(diǎn)上，焊料的連接面呈凹形自然過渡，焊錫和焊件的交界處平滑，接觸角盡可能小。表面平滑，有金屬光澤。無裂紋、針孔、夾渣。八、焊前處理焊接前，應(yīng)對(duì)元件引腳或電路板的焊接部位進(jìn)行焊前處理（見圖11）。1．清除焊接部位的氧化層可用斷鋸條制成小刀。刮去金屬引線表面的氧化層，使引腳露出金屬光澤。印刷電路板可用細(xì)紗紙將銅箔打光后，涂上一層松香酒精溶液。2．元件鍍錫在刮凈的引線上鍍錫?？蓪⒁€蘸一下松香酒精溶液后，將帶錫的熱烙鐵頭壓在引線上，并轉(zhuǎn)動(dòng)引線。即可使引線均勻地鍍上一層很薄的錫層。導(dǎo)線焊接前，應(yīng)將絕緣外皮剝?nèi)?，再?jīng)過上面兩項(xiàng)處理，才能正式焊接。若是多股金屬絲導(dǎo)線，打光后應(yīng)先擰在一起然后再鍍錫。刮去氧化層均勻鍍上一層錫圖11焊前處理九、印制電路板的焊接過程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(hào)、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙要求，并做好裝配前元器件引線成型等準(zhǔn)備工作。2、焊接順序元器件裝焊順序依次為：電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管，其它元器件為先小后大。3、對(duì)元器件焊接要求1）電阻器焊接按圖將電阻器準(zhǔn)確裝人規(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。焊完后將露在印制電路板表面多余引腳齊根剪去。2）電容器焊接

將電容器按圖裝人規(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）二極管的焊接二極管焊接要注意以下幾點(diǎn)：第一，注意陽極陰極的極性，不能裝錯(cuò)；第二，型號(hào)標(biāo)記要易看可見；第三，焊接立式二極管時(shí)，對(duì)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)用鑷子夾住引線腳，以利散熱。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，若要求加墊絕緣薄膜時(shí)，切勿忘記加薄膜。管腳與電路板上需連接時(shí)，要用塑料導(dǎo)線。5）集成電路焊接首先按圖紙要求，檢查型號(hào)、引腳位置是否符合要求。焊接時(shí)先焊邊沿的二只引腳，以使其定位，然后再?gòu)淖蟮接易陨隙轮饌€(gè)焊接。對(duì)于電容器、二極管