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电路板焊接方法

发布日期:2020-08-18 17:14 作者:帝王棋牌 点击:

  手工烙铁焊接的基本技能 使用电烙铁进行手工焊接,掌握起来并不困难,但是又有一定的技术要领。长期从事电子产 品生产的人们是从四个方面提高焊接的质量:材料、工具、方法、操作者。 其中最主要的当然还是人的技能。没有经过相当时间的焊接实践和用心体验、领会,就不能 掌握焊接的技术要领; 即使是从事焊接工作较长时间的技术工人, 也不能保证每个焊点的质 量完全一致。 只有充分了解焊接原理再加上用心实践, 才有可能在较短的时间内学会焊接的 基本技能。下面介绍的一些具体方法和注意要点,都是实践经验的总结,是初学者迅速掌握 焊接技能的捷径。 初学者应该勤于练习,不断提高操作技艺 焊接操作的正确姿势 掌握正确的操作姿势,可以保证操作者的身心健康,减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发 出的化学物质对人的危害,减少有害气体的吸入量,一般情况下,烙铁到鼻子的距离应该不 少于 20cm,通常以 30cm 为宜。 焊锡丝的拿法 电烙铁使用以后,一定要稳妥地插放在烙铁架上,并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头, 以免烫伤导线 手工焊接操作的基本步骤 掌握好电烙铁的温度和焊接时间, 选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置, 才可能得到良好的 焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤 步骤一:准备施焊 左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物,并在表 面镀有一层焊锡。 步骤二:加热焊件 烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约为 1~2 秒钟。对于在印制板上 焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。 步骤三:送入焊丝 焊件的焊接面被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意:不要把焊锡丝送到 烙铁头上! 步骤四:移开焊丝 当焊丝熔化一定量后,立即向左上 45 度方向移开焊丝 步骤五:移开烙铁 焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后,向右上 45 度方向移开烙铁,结束焊接。从第三步开 始到第五步结束,时间大约也是 1~2s。 焊接温度与加热时间 加热时间对焊件和焊点的影响及其外部特征是什么呢?如果加热时间不足, 会使焊料不能充 分浸润焊件,形成松香夹渣而虚焊。反之,过量的加热,除有可能造成元器件损坏以外,还 有如下危害和外部特征: ⑴ 焊点的外观变差。如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热,将使助焊剂全部 挥发, 造成熔态焊锡过热, 降低浸润性能; 当烙铁离开时容易拉出锡尖, 同时焊点表面发白, 出现粗糙颗粒,失去光泽。 ⑵ 高温造成所加松香助焊剂的分解炭化。松香一般在 210℃开始分解,不仅失去助焊剂的 作用,而且在焊点内形成炭渣而成为夹渣缺陷。如果在焊接过程中发现松香发黑,肯定是加 热时间过长所致。 ⑶ 过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层,导致铜箔焊盘的剥落。因此,在适当的加热 时间里,准确掌握加热火候是优质焊接的关键。 手工焊接操作的具体手法 在保证得到优质焊点的目标下, 具体的焊接操作手法可以有所不同, 但下面这些前人总结的 方法,对初学者的指导作用是不可忽略的。 ⑴ 保持烙铁头的清洁 焊接时,烙铁头长期处于高温状态,又接触助焊剂等弱酸性物质,其表面很容易氧 化腐蚀并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层,妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导。因 此,要注意用一块湿布或湿的木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。对于普通烙铁头,在腐蚀污染 严重时可以使用锉刀修去表面氧化层。对于长寿命烙铁头,就绝对不能使用这种方法了。 ⑵ 靠增加接触面积来加快传热 加热时,应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热,而不是仅仅加热焊件的一部分,更 不要采用烙铁对焊件增加压力的办法, 以免造成损坏或不易觉察的隐患。 有些初学者用烙铁 头对焊接面施加压力,企图加快焊接,这是不对的。正确的方法是,要根据焊件的形状选用 不同的烙铁头,或者自己修整烙铁头,让烙铁头与焊件形成面的接触而不是点或线的接触。 这样,就能大大提高传热效率。 ⑶ 加热要靠焊锡桥 在非流水线作业中,焊接的焊点形状是多种多样的,不大可能不断更换烙铁头。要提高加热 的效率,需要有进行热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥,就是靠烙铁头上保留少量焊锡,作为 加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。 由于金属熔液的导热效率远远高于空气, 使焊件很快 就被加热到焊接温度。应该注意,作为焊锡桥的锡量不可保留过多,不仅因为长时间存留在 烙铁头上的焊料处于过热状态,实际已经降低了质量,还可能造成焊点之间误连短路。 ⑷ 烙铁撤离有讲究 烙铁的撤离要及时,而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。 ⑸ 在焊锡凝固之前不能动 切勿使焊件移动或受到振动,特别是用镊子夹住焊件时,一定要等焊锡凝固后再移走镊子, 否则极易造成焊点结构疏松或虚焊 ⑹ 焊锡用量要适中 手工焊接常使用的管状焊锡丝, 内部已经装有由松香和活化剂制成的助焊剂。 焊锡丝的直径 有 0.5、0.8、1.0、、5.0mm 等多种规格,要根据焊点的大小选用。一般,应使焊锡 丝的直径略小于焊盘的直径。 过量的焊锡不但无必要地消耗了焊锡, 而且还增加焊接时间, 降低工作速度。 更为严重的是, 过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路故障。 焊锡过少也不能形成牢固的结合, 同样是不利 的。特别是焊接印制板引出导线时,焊锡用量不足,极容易造成导线脱落。 ⑺ 焊剂用量要适中 适量的助焊剂对焊接非常有利。过量使用松香焊剂,焊接以后势必需要擦除多余的焊剂,并 且延长了加热时间,降低了工作效率。当加热时间不足时,又容易形成“夹渣”的缺陷。焊 接开关、接插件的时候,过量的焊剂容易流到触点上,会造成接触不良。合适的焊剂量,应 该是松香水仅能浸湿将要形成焊点的部位, 不会透过印制板上的通孔流走。 对使用松香芯焊 丝的焊接来说,基本上不需要再涂助焊剂。目前,印制板生产厂在电路板出厂前大多进行过 松香水喷涂处理,无需再加助焊剂。 ⑻ 不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具 有人习惯到焊接面上进行焊接,结果造成焊料的氧化。因为烙铁尖的温度一般都在 300℃以 上,焊锡丝中的助焊剂在高温时容易分解失效,焊锡也处于过热的低质量状态。 焊点质量及检查 虚焊产生的原因及其危害 虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的,它使焊点成为有接触电阻的连接状态, 导致电路工作不正常,出现连接时好时坏的不稳定现象,噪声增加而没有规律性,给电路的 调试、使用和维护带来重大隐患。此外,也有一部分虚焊点在电路开始工作的一段较长时间 内,保持接触尚好,因此不容易发现。但在温度、湿度和振动等环境条件的作用下,接触表 面逐步被氧化,接触慢慢地变得不完全起来。虚焊点的接触电阻会引起局部发热,局部温度 升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化, 最终甚至使焊点脱落, 电路完全不能正常工 作。这一过程有时可长达一、二年,其原理可以用原电池的概念来解释: 当焊点受潮使水汽渗入间隙后, 水分子溶解金属氧化物和污垢形成电解液, 虚焊点两侧的铜 和铅锡焊料相当于原电池的两个电极,铅锡焊料失去电子被氧化,铜材获得电子被还原。在 这样的原电池结构中,虚焊点内发生金属损耗性腐蚀,局部温度升高加剧了化学反应,机械 振动让其中的间隙不断扩大,直到恶性循环使虚焊点最终形成断路。 一般来说,造成虚焊的主要原因是:焊锡质量差;助焊剂的还原性不良或用量不够;被 焊接处表面未预先清洁好,镀锡不牢;烙铁头的温度过高或过低,表面有氧化层;焊接时间 掌握不好,太长或太短;焊接中焊锡尚未凝固时,焊接元件松动。 典型焊点的外观 ① 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷,呈漫坡状,以焊接导线为中心,对称成裙形展开。 虚焊点的表面往往向外凸出,可以鉴别出来。 ② 焊点上,焊料的连接面呈凹形自然过渡,焊锡和焊件的交界处平滑,接触角尽可能 小。 ③ 表面平滑,有金属光泽。 ④ 无裂纹、针孔、夹渣。 在电子制作中,元器件的连接处需要焊接。焊接的质量对制作的质量影响极大。所以,学习电于制作技术, 必须掌握焊接技术,练好焊接基本功。 一、焊接工具 (一)电烙铁。电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用 20W 内热式电烙铁。新烙铁使用前,通电烧热,蘸上 松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做,可以便于焊接和防止烙铁头表面氧 化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑,可用钢挫挫去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。 电烙铁要用 220V 交流电源,使用时要特别注意安全。应认线.电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。 2.使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。 3.电烙铁使用中,不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。不可乱甩,以防烫 伤他人。 4.焊接过程中,烙铁不能到处乱放。不焊时,应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫 坏绝缘层而发生事故。 5.使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。冷却后,再将电烙铁收回工具箱。 (二)焊锡和助焊剂 焊接时,还需要焊锡和助焊剂。 1.焊锡。焊接电子元件,一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂, 使用极为方便。 2.助焊剂。常用的助焊剂是松香或松香水(将松香溶于酒精中) 。使用助焊剂,可以帮助清除金属表面的 氧化物,利于焊接,又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性,焊接后 应及时清除残留物。 (三)辅助工具 为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、 偏口钳、 镊子和小刀等做为辅助工具。 同学们应学会正确使用这些工具。 二、焊前处理 焊接前,应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理(见图 3 一 11) 。 (一)清除焊接部位的氧化层 1.可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层,使引脚露出金属光泽。 2.印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后,涂上一层松香酒精溶液。 (二)元件镀锡 在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后,将带锡的热烙铁头压在引线上,并转动引线。即 可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。 导线焊接前, 应将绝缘外皮剥去, 再经过上面两项处理, 才能正式焊接。 若是多股金属丝的导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。 三、焊接技术 做好焊前处理之后,就可正式进行焊接。 (一)焊接方法(参看图 3 一 12) 。 1.右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前,电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要 吃锡,即带上一定量焊锡。 2.将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成 60℃角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点 上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在 2~3 秒钟。 3.抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后,才可松开左手。 4.用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余的引线。 焊接(二)焊接质量 焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。好的焊点如图 B (A)所示应是锡点光亮,圆滑而无毛刺,锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。 虚焊是焊点处只有少量锡焊住, 造成接触不良, 时通时断。 假焊是指表面上好像焊住了, 但实际上并没有焊上, 有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过 大量的、认真的焊接实践,才能避免这两种情况。 焊接电路板时,一定要控制好时胡间太长,电路板 将被烧焦,或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时,可将电烙铁头贴在焊点上,待焊点上的锡熔化后,将元 件拔出。 技能训练 目的 焊接练习(一) 练习直接焊接元件。 练习对元件进行焊前处理 器材 20W 内热式电烙铁,红黑色软芯塑料导线 欧电位器、发光二极管各 1 只。 步骤 焊接电池盆: ①将 4 根软导线厘米左右。用小刀刮亮后,将多股芯线拧在一起后镀锡。 ②将电池盒正负极引脚焊片用小刀刮亮后镀锡。将两只愕鱼夹焊线)焊接 取红色导线根,一端焊在红把锷鱼夹上,另一端焊在电池盒正极焊片上。 取黑色导线根,一端焊在黑把锷鱼夹上,另一端焊在电池盒负极焊片上。 (3)检查焊接质量 ①各焊点是否牢固,有无虚焊、假焊。是否光滑元毛刺。 ②将不合格焊点重新焊接。 2.焊接电路(按照图 3 一 4 焊接) 。 (1)焊前处理将电阻两引脚,电位器引脚焊片,发光二极管引脚用小刀刮亮后镀锡。 、 (2)焊接 ①将电阻一端焊接在电位器引脚一侧焊片上。 ②将电位器引脚中间的焊片焊上1根导线。 ③将导线另一端焊接在发光二极管负级上。 ④将发光二极管正极焊接上另1根导线)检查焊接质量 ①焊点是否光亮圆滑,有无假焊和虚焊。 ②将不合格的焊点重新焊接。 注意:焊接发光二极管时,时间要短,并应用尖嘴钳夹住引脚根部,以利于散热。将电池盒引线上的锷鱼 夹分别夹在焊好的电路两端(注意正负) ,观察发光二极管发光情况。旋转电位器,使发光二极管亮度适中。 (4)焊接完毕,拨下电烙铁插头,待其冷却后,收回工具箱。 技能训练 目的 器材 步骤 焊接练习(二) 练习元件的焊前处理,练习焊接电路板。 20 瓦内热式电烙铁、废旧印刷电路板1块、1/8 瓦小电阻 10 只。 1.焊前处理 (1)将印刷电路板铜箔用细砂纸打光后,均匀地在铜箔面涂一层松香酒精溶液。若是己焊接过的印刷电路 板,应将各焊孔扎通(可用电烙铁熔化焊点焊锡后,趁热用针将焊孔扎通) 。 (2)将 10 只电阻器引脚逐个用小刀刮亮后,分别镀锡。 2.焊接 (1)将电阻插入印刷电路板小孔。从正面插入(不带铜箔面) 。电阻引脚留 3~5 毫米。 (2)在电路板反面(有铜箔一面) ,将电阻引脚焊在铜箔上,控制好焊接时间为 2~3 秒。若准备重复练习, 可不剪断引脚。将 10 只电阻逐个焊接在印刷电路板上。 3.检查焊接质量 10 个焊点中,符合焊接要求的有儿个?将不合格的焊点重新焊接。 4.将电阻逐个拆下。拔下电路铁电源插头,收拾好器材。 5.电烙铁使用时间较长时,烙铁头上会有黑色氧化物和残留的焊锡渣,将影响后面的焊接。应该用松 香不断地清洁烙铁头,使它保持良好的工作状态. 焊接时常见问题 常见锡点问题与处理方法: 1 焊剂与底板面接触不良;底板与焊料的角度不当。 2 助焊剂比重太高或者太低。 3 传送带速度太慢或太快,标准速度为 1.2-1.8M/MIN ,太快时,焊点呈细尖状且有光泽; 太慢时焊点稍圆且呈短粗状。 4 锡炉内防氧化油太多或者变质。 5 预热温度太高或者太低;进行焊锡前,标准温度为 75-100 度。 (按实际情况调节) 6 预热温度太高或者太低;标准温度为 245-255 度,太低时焊点呈细尖状且有光泽; 太高时焊点呈稍圆且短粗状。 7 锡炉波峰不稳定。 8 锡炉内焊料有杂质。 9 组件插脚方向以及排列不良。 10 原底板,引线处理不当。 #代表引致原因 引致原因 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 漏锡 MISSSING # # 多锡 WEBBING # # # # # 锡洞 VOIDS # 锡孔 PINHOLES # # 拉尖 ICICLES # # # # # # # 粗锡 GRAINY # 桥锡 BRIDGING # # # # 锡球 BALLING # # # # # 短路 SHORTS # # # 其他 OTHER

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