手工焊接技術(shù)論文(2)
手工焊接技術(shù)論文
手工焊接技術(shù)論文篇二
手工焊接技術(shù)與技巧
摘要:本文介紹了電子產(chǎn)品制作和維修過程中,手工焊接和手工拆焊的一些技術(shù)方法和技巧,工具的選擇與使用,以及需要注意的問題。
關(guān)鍵詞:電子制作 手工焊接 手工拆焊
在電子產(chǎn)品開發(fā)、企業(yè)小規(guī)模生產(chǎn)以及工程技術(shù)人員電子產(chǎn)品維修等領(lǐng)域,手工焊接仍是不可缺少的。
1 焊料和工具選擇
1.1 焊料的選擇
焊料是連結(jié)被焊金屬的材料。
1.1.1 松香焊錫絲。手工焊接常使用免清洗活性松香焊錫絲,使鉛錫合金芯管中填滿助焊劑松香。松香在74℃時呈活性,隨溫度上升,使金屬表面氧化物以金屬皂形式激離,溫度超過300℃松香失去活性。錫中加鉛可提高流動性和強度,降低成本,錫62.7%、鉛37.3%的配比使熔點和凝固點都在183℃,稱為共晶點焊錫。焊絲的線徑根據(jù)焊盤的大小選擇,現(xiàn)在的電子產(chǎn)品小焊盤居多,一般選用0.5-0.8mm的松香焊絲。
市場上松香焊絲質(zhì)量差別較大,價格相差也較多,正規(guī)大廠家的質(zhì)量好、價高,假冒的也多,選購時應(yīng)注意甄別。商標要清晰,標有A#的表示質(zhì)量等級高,更重要的是要進行外觀檢查和火焰測試。表面潤澤光亮有金屬晶瑩感的質(zhì)量好,發(fā)黑發(fā)暗光澤度差的、有拉伸痕紋或發(fā)白而缺乏光澤的不好使用。用打火機燒錫絲頭并觀察,有松香噴霧并形成光亮潤澤剔透球珠的質(zhì)量過關(guān)。
1.1.2 焊錫膏,由焊料金屬粉末溶于濃助焊劑中制成,簡稱焊膏。在表面帖裝中充當(dāng)焊料和助焊劑,同時起粘結(jié)作用,一般選用中度活性。
其它材料。①助焊劑(松香水或助焊膏),一般使用筆式或針式容易控制用量。②清潔劑(清板水或無水酒精),用于清除元器件和電路板上殘留的助焊劑,使用時用鑷子夾持脫脂棉球,在棉球上打上清潔劑。
1.2 焊接工具的選用與控制
1.2.1 電烙鐵和烙鐵架。普通焊接工具為電烙鐵,功率一般選擇20-30瓦,分內(nèi)熱式和外熱式兩種,調(diào)節(jié)烙鐵頭與烙鐵芯之間的插入深度,可調(diào)整烙鐵頭溫度。還有可調(diào)溫電烙鐵,更好的是恒溫焊臺,具有良好的接地裝置,通過調(diào)節(jié)電流控制溫度。烙鐵頭溫度一般控制在200-400℃之間。溫度過低會增加加熱時間,容易損傷器件,溫度過高也會傷害元器件及電路板,需要根據(jù)焊接對象和環(huán)境溫度等加以調(diào)節(jié),原則上應(yīng)用盡可能低的焊接溫度,以避免損壞主件。使用電烙鐵配備較好的烙鐵架,可以保護導(dǎo)線、桌面物品和人體不被燙傷,有助于散熱。
烙鐵頭選擇三要素。加熱頭的接觸面積、熱容、長度與形狀。常用烙鐵頭形狀有錐形、鑿型、蹄型、刀型等幾種。加熱頭接觸面積影響傳熱速度,應(yīng)由焊接面積決定加熱頭類型,原則是,在不大于焊接區(qū)域前提下盡可能選擇面積大的烙鐵頭。足夠的熱容可以保持熱量,在保證足夠潤濕下使焊接盡快完成。合適的烙鐵頭長度,可以將烙鐵伸到元件密集的區(qū)域進行焊接。
烙鐵頭上錫。購買電烙鐵要選擇正規(guī)電工工具廠家生產(chǎn)的,經(jīng)過認證的質(zhì)量有保證。烙鐵頭使用前和使用結(jié)束要上錫,即在加熱頭上鍍一薄層焊錫,使其容易吸附焊錫、增加熱傳遞效率和阻止氧化。上錫溫度220℃為宜,可以在烙鐵架的金屬盒里融一些松香和一個稍大一點的錫球,方便上錫。長壽型烙鐵頭的尖端表面滲鍍了一層鐵鎳合金,不容易在高溫下氧化銹蝕,不要將其銼掉。普通烙鐵頭用銅制成,用久形成氧化層會降低熱傳遞速度,需用銼刀清除并鍍錫。
1.2.2 專用烙鐵頭。專用烙鐵頭可以安在普通電烙鐵上,用于片式元器件的焊接和拆焊,可對元器件所有引腳同時加熱,但對于片式集成塊不同的尺寸要有與其對應(yīng)的烙鐵頭。
1.2.3 熱風(fēng)焊機(熱風(fēng)槍)。利用熱風(fēng)進行片式元器件的焊接和拆焊,焊接元器件一般使用管狀槍頭,使用時槍嘴垂直電路板并保持一定距離。開機時熱量較大,容易將電路板吹焦,需預(yù)熱30秒后使用。一般選擇風(fēng)力1-3檔、熱量5檔,因產(chǎn)品而異。選擇技巧是,觀察電熱絲應(yīng)呈暗紅色,用槍頭對著廢板吹能聽到風(fēng)哨聲,無聲或“唰唰”聲為風(fēng)力不足或過大。
1.2.4 其它。吸錫電烙鐵或吸錫器。鑷子、尖嘴鉗、剝線鉗、吸錫帶。烙鐵擦(高強度纖維棉),用于清潔電烙鐵上的氧化物殘渣,用水浸泡后擠干水分使用。棉線手套,可以減小焊接時熱量對手的熱灼和錫絲中鉛對皮膚的污染。電鉆用于補鉆焊孔,在需要時使用。如有手虎鉗或臺虎鉗,則更方便電路板的夾持與固定。
2 手工焊接技術(shù)與技巧
電路板如有污染需用清潔劑或橡皮清潔,元器件引腳若有氧化銹蝕應(yīng)先刮除銹斑,引腳成型后可以焊接。
2.1 分立直插元器件的焊接
五步焊接法。①準備:電烙鐵調(diào)至合適溫度并預(yù)熱,將被焊元器件插入電路板,準備好焊錫絲。②加熱:用烙鐵頭對焊盤和引腳同時加熱。③送錫:將焊錫絲送入烙鐵頭加熱的另一側(cè)引線與焊盤之間,焊錫開始融化流動并潤濕焊盤。④撤錫:加錫量合適時撤離焊錫絲。⑤撤電烙鐵:焊錫充滿焊盤和焊孔成錐形并呈潤澤狀態(tài)時,沿45°方向移開電烙鐵。
安裝元器件要注意位置準確、極性正確、高度合適。合適的錫量,是焊點呈圓錐形并略向內(nèi)凹曲,焊錫過少會降低導(dǎo)電性能和機械強度,過多不僅浪費還容易形成虛焊。沿與電路板成45°角方向移開電烙鐵,可避免出現(xiàn)拉尖現(xiàn)象。手要穩(wěn),電烙鐵移開后,焊錫凝固過程不應(yīng)受到任何振動,否則會形成渣焊(虛焊)降低導(dǎo)電性和機械強度。合適的加熱時間,焊錫充分融合,與被焊金屬表面形成原子互相滲透的合金層,凝固后形成表面潤澤光亮的錐形焊點,導(dǎo)電性能和強度良好。加熱時間不足容易形成冷焊點,導(dǎo)電性和強度降低,未蒸發(fā)的助焊劑埋裹在焊點里,成為日后電化學(xué)腐蝕的誘因。加熱時間過長,容易損傷元器件和電路板。
初學(xué)者可在加熱過程心中默數(shù)1、2,送錫過程心中默數(shù)3、4,移開錫絲默數(shù)5后移開電烙鐵??赏ㄟ^練習(xí)加以熟練,使整個過程不超過3秒鐘。半導(dǎo)體器件一次加熱時間不能超過3秒,如需修整,要在冷卻后進行。如需對焊接后的焊點二次焊接,原有松香已經(jīng)蒸發(fā),需加少量松香增加焊錫的流動性。小的元器件焊接,可用三步焊接法,即將五步焊接法中的第2、3步合為一步,將4、5步合為一步。 常有人急于求成,嫌焊錫融化太慢,用電烙鐵搬運焊錫。將焊錫絲先在電烙鐵上融化,然后將融化的焊錫用電烙鐵移到焊點上,并用懸浮的烙鐵頭撥動焊錫,使焊錫包裹引線粘滿焊盤。松香在搬運過程中已經(jīng)揮發(fā),焊盤和引線沒有足夠熱度,不能形成合金層,容易形成冷焊點,這種被稱為轉(zhuǎn)移焊接的做法是不可取的,但在貼片元件焊接中是一種可靠的方法。
現(xiàn)代手工焊接技術(shù)中流行的做法,是建立焊橋。將焊錫絲頭部置于引線與焊盤之間,用烙鐵頭加熱,焊錫融于引線與焊盤及加熱頭之間,成為加熱的橋梁,加快了導(dǎo)熱速度,焊橋形成后,迅速將焊錫絲移到另一側(cè)加錫。這樣,大大提高了焊接速度。
對于有安裝螺絲的器件,應(yīng)先安裝定位螺絲,以免焊接后螺孔與板孔錯位影響安裝。對于像雙聯(lián)或四聯(lián)可變電容器的片狀引線,應(yīng)在定位安裝后將片狀引線折倒壓平后再焊接。像電阻等長引線元器件,焊接后應(yīng)用斜口鉗剪除多余的引線,原則是應(yīng)根據(jù)引線的粗細,在焊錫的錐頂留有0.3-0.5mm,一般最長不超過1mm。像變壓器、濾波器等器件,露出的引腳較短,不要剪除。掰動陶瓷元件的引腳容易掰列器件,如果焊孔間距不合適,應(yīng)用電鉆修整。對于雙列直插集成塊,可用拖焊方式進行焊接。
烙鐵頭選擇。小焊盤可選用錐形烙鐵頭,大的可選用蹄型、鑿型或刀型,總的原則是加熱時接觸面不應(yīng)超出焊盤,否則會傷及電路板。
焊接完成后應(yīng)清洗并檢查,看是否有虛焊、短路、錯焊和漏焊等需要修補。焊接完成,應(yīng)清潔劑擦凈殘留的助焊劑。
手工焊接常見不良習(xí)慣:①用力過大,焊接時用力下壓,至焊盤翹起或變形,正確做法是輕輕地保證烙鐵頭和焊點的良好接觸。②焊橋不合適。③錯誤的加熱頭尺寸。④溫度過高。⑤助焊劑使用過量,容易產(chǎn)生焦渣,殘留的助焊劑極具腐蝕性和導(dǎo)電性,發(fā)生電子遷移長出金屬須造成短路。⑥轉(zhuǎn)移焊接,最大危害是在通孔焊接時使焊錫失去流動性。⑦不必要的修飾和返工,焊點的外觀不能作為判定是否需要返工的唯一標準,除非連接有發(fā)生故障的可能性,對連接處的每一次加熱都會增加金屬間化合層的增長,降低強度。
2.2 貼片式元器件的焊接
貼片元器件一般使用熱風(fēng)槍焊接,元件引腳和焊盤上應(yīng)有錫丘,或?qū)⒑副P涂上焊膏,將元器件對正在焊盤上,熱風(fēng)槍先將周圍預(yù)熱一下,然后對元件焊接。也可以使用專用烙鐵頭焊接。只使用電烙鐵也可以焊接多引腳芯片,元件引腳和焊盤涂上助焊劑后對正,先用點焊方式焊接對角兩個焊點將元器件定位,然后用轉(zhuǎn)移焊接或拖焊方式進行焊接,用吸錫帶吸除多余焊錫。
3 手工拆焊技術(shù)與技巧
分立元件的拆焊。常用工具是吸錫電烙鐵,一般為35瓦,可靠的接地線接地,可以消除靜電對元器件可能帶來的損傷。使用時先預(yù)熱,然后按下活塞按鈕排除吸錫腔內(nèi)的空氣,將烙鐵嘴對準被拆元器件引線插入,吸嘴傳遞熱量將焊盤上的焊錫融化時,按下吸錫開關(guān),活塞向外彈射使吸錫腔產(chǎn)生負壓,在大氣壓作用下,焊錫進入吸嘴進入吸錫腔,此時可用鑷子在另一側(cè)向外輕輕拉動元器件引腳,將引線拔出,切勿向電路板銅箔面方向推引線,容易將銅箔推離基板(脫層)。如果元器件不便單個引腳拔出,可將各引腳都吸錫后整體拔出。元器件拆除后要清理焊盤和焊孔余錫,以備安裝新元件。
使用吸錫電烙鐵,吸嘴應(yīng)垂直于電路板并略有傾斜,才有利于焊錫被吸入,千萬不要在吸錫時有提拉動作,吸嘴吸住銅箔時提拉會產(chǎn)生撕扯力,將銅箔拉離電路板基板或扯斷,造成電路板損傷,片式芯片引腳遇此情況也會被折斷。使用吸錫電烙鐵,應(yīng)通過按壓將停留在吸錫管內(nèi)的焊錫及時排出,否則會在冷卻后將吸管焊死,通過加熱難以全部融化而不能使用。一旦吸錫管被焊死,可先用手電鉆鉆出焊錫,但細鉆頭較短,如沒有通透,可用剪斷的探針(剪口朝前)代替鉆頭,可達到通透效果。要定期拆卸吸錫腔,清理內(nèi)部積累的錫渣,保證使用效果。使用電烙鐵與吸錫器配合,可達到與吸錫電烙鐵同樣的效果。
拆焊過程如有醫(yī)用注射針頭配合使用,可收到更完美效果。吸錫后將針頭套在引線上并穿過焊接孔,在焊錫凝固過程中快速捻動針頭,使元件引線與焊孔在余錫凝固過程中徹底脫離焊接。
貼片式元器件的拆焊。一般使用熱風(fēng)槍或?qū)S美予F頭拆焊。使用普通電烙鐵拆焊的方法是,將引腳列加滿焊錫,拖焊使引腳列焊錫整體融化,即可撬起拆除。
參考文獻:
[1]張立.電子產(chǎn)品制作工藝與實訓(xùn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012:188-208.
[2]福瑞絲.手工焊接的七大惡習(xí)[DB/OL].
[3]恒達維修連鎖.熱風(fēng)槍使用技巧[DB/OL].
作者簡介:
張耀華(1964-),男,河北灤南人,現(xiàn)就職于黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院應(yīng)用技術(shù)系,副教授,從事應(yīng)用電子技術(shù)研究。
看了“手工焊接技術(shù)論文”的人還看: