手工焊接技术与技巧

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手工焊接技术与技巧

摘要:本文介绍了电子产品制作和维修过程中,手工焊接和手工拆焊的一些技术方法和技巧,工具的选择与使用,以及需要注意的问题。

关键词:电子制作手工焊接手工拆焊

在电子产品开发、企业小规模生产以及工程技术人员电子产品维修等领域,手工焊接仍是不可缺少的。

1 焊料和工具选择

1.1 焊料的选择

焊料是连结被焊金属的材料。

1.1.1 松香焊锡丝。手工焊接常使用免清洗活性松香焊锡丝,使铅锡合金芯管中填满助焊剂松香。松香在74℃时呈活性,随温度上升,使金属表面氧化物以金属皂形式激离,温度超过300℃松香失去活性。锡中加铅可提高流动性和强度,降低成本,锡6

2.7%、铅37.3%的配比使熔点和凝固点都在183℃,称为共晶点焊锡。焊丝的线径根据焊盘的大小选择,现在的电子产品小焊盘居多,一般选用0.5-0.8mm的松香焊丝。

市场上松香焊丝质量差别较大,价格相差也较多,正规大厂家的质量好、价高,假冒的也多,选购时应注意甄别。商标要清晰,标有a#的表示质量等级高,更重要的是要进行外观检查和火焰测试。表面润泽光亮有金属晶莹感的质量好,发黑发暗光泽度差的、有拉伸痕纹或发白而缺乏光泽的不好使用。用打火机烧锡丝头并观察,

有松香喷雾并形成光亮润泽剔透球珠的质量过关。

1.1.2 焊锡膏,由焊料金属粉末溶于浓助焊剂中制成,简称焊膏。在表面帖装中充当焊料和助焊剂,同时起粘结作用,一般选用中度活性。

其它材料。①助焊剂(松香水或助焊膏),一般使用笔式或针式容易控制用量。②清洁剂(清板水或无水酒精),用于清除元器件和电路板上残留的助焊剂,使用时用镊子夹持脱脂棉球,在棉球上打上清洁剂。

1.2 焊接工具的选用与控制

1.2.1 电烙铁和烙铁架。普通焊接工具为电烙铁,功率一般选择20-30瓦,分内热式和外热式两种,调节烙铁头与烙铁芯之间的插入深度,可调整烙铁头温度。还有可调温电烙铁,更好的是恒温焊台,具有良好的接地装置,通过调节电流控制温度。烙铁头温度一般控制在200-400℃之间。温度过低会增加加热时间,容易损伤器件,温度过高也会伤害元器件及电路板,需要根据焊接对象和环境温度等加以调节,原则上应用尽可能低的焊接温度,以避免损坏主件。使用电烙铁配备较好的烙铁架,可以保护导线、桌面物品和人体不被烫伤,有助于散热。

烙铁头选择三要素。加热头的接触面积、热容、长度与形状。常用烙铁头形状有锥形、凿型、蹄型、刀型等几种。加热头接触面积影响传热速度,应由焊接面积决定加热头类型,原则是,在不大于焊接区域前提下尽可能选择面积大的烙铁头。足够的热容可以保持

热量,在保证足够润湿下使焊接尽快完成。合适的烙铁头长度,可以将烙铁伸到元件密集的区域进行焊接。

烙铁头上锡。购买电烙铁要选择正规电工工具厂家生产的,经过认证的质量有保证。烙铁头使用前和使用结束要上锡,即在加热头上镀一薄层焊锡,使其容易吸附焊锡、增加热传递效率和阻止氧化。上锡温度220℃为宜,可以在烙铁架的金属盒里融一些松香和一个稍大一点的锡球,方便上锡。长寿型烙铁头的尖端表面渗镀了一层铁镍合金,不容易在高温下氧化锈蚀,不要将其锉掉。普通烙铁头用铜制成,用久形成氧化层会降低热传递速度,需用锉刀清除并镀锡。

1.2.2 专用烙铁头。专用烙铁头可以安在普通电烙铁上,用于片式元器件的焊接和拆焊,可对元器件所有引脚同时加热,但对于片式集成块不同的尺寸要有与其对应的烙铁头。

1.2.3 热风焊机(热风枪)。利用热风进行片式元器件的焊接和拆焊,焊接元器件一般使用管状枪头,使用时枪嘴垂直电路板并保持一定距离。开机时热量较大,容易将电路板吹焦,需预热30秒后使用。一般选择风力1-3档、热量5档,因产品而异。选择技巧是,观察电热丝应呈暗红色,用枪头对着废板吹能听到风哨声,无声或“唰唰”声为风力不足或过大。

1.2.4 其它。吸锡电烙铁或吸锡器。镊子、尖嘴钳、剥线钳、吸锡带。烙铁擦(高强度纤维棉),用于清洁电烙铁上的氧化物残渣,用水浸泡后挤干水分使用。棉线手套,可以减小焊接时热量对手的

热灼和锡丝中铅对皮肤的污染。电钻用于补钻焊孔,在需要时使用。如有手虎钳或台虎钳,则更方便电路板的夹持与固定。

2 手工焊接技术与技巧

电路板如有污染需用清洁剂或橡皮清洁,元器件引脚若有氧化锈蚀应先刮除锈斑,引脚成型后可以焊接。

2.1 分立直插元器件的焊接

五步焊接法。①准备:电烙铁调至合适温度并预热,将被焊元器件插入电路板,准备好焊锡丝。②加热:用烙铁头对焊盘和引脚同时加热。③送锡:将焊锡丝送入烙铁头加热的另一侧引线与焊盘之间,焊锡开始融化流动并润湿焊盘。④撤锡:加锡量合适时撤离焊锡丝。⑤撤电烙铁:焊锡充满焊盘和焊孔成锥形并呈润泽状态时,沿45°方向移开电烙铁。

安装元器件要注意位置准确、极性正确、高度合适。合适的锡量,是焊点呈圆锥形并略向内凹曲,焊锡过少会降低导电性能和机械强度,过多不仅浪费还容易形成虚焊。沿与电路板成45°角方向移开电烙铁,可避免出现拉尖现象。手要稳,电烙铁移开后,焊锡凝固过程不应受到任何振动,否则会形成渣焊(虚焊)降低导电性和机械强度。合适的加热时间,焊锡充分融合,与被焊金属表面形成原子互相渗透的合金层,凝固后形成表面润泽光亮的锥形焊点,导电性能和强度良好。加热时间不足容易形成冷焊点,导电性和强度降低,未蒸发的助焊剂埋裹在焊点里,成为日后电化学腐蚀的诱因。加热时间过长,容易损伤元器件和电路板。

初学者可在加热过程心中默数1、2,送锡过程心中默数3、4,移开锡丝默数5后移开电烙铁。可通过练习加以熟练,使整个过程不超过3秒钟。半导体器件一次加热时间不能超过3秒,如需修整,要在冷却后进行。如需对焊接后的焊点二次焊接,原有松香已经蒸发,需加少量松香增加焊锡的流动性。小的元器件焊接,可用三步焊接法,即将五步焊接法中的第2、3步合为一步,将4、5步合为一步。

常有人急于求成,嫌焊锡融化太慢,用电烙铁搬运焊锡。将焊锡丝先在电烙铁上融化,然后将融化的焊锡用电烙铁移到焊点上,并用悬浮的烙铁头拨动焊锡,使焊锡包裹引线粘满焊盘。松香在搬运过程中已经挥发,焊盘和引线没有足够热度,不能形成合金层,容易形成冷焊点,这种被称为转移焊接的做法是不可取的,但在贴片元件焊接中是一种可靠的方法。

现代手工焊接技术中流行的做法,是建立焊桥。将焊锡丝头部置于引线与焊盘之间,用烙铁头加热,焊锡融于引线与焊盘及加热头之间,成为加热的桥梁,加快了导热速度,焊桥形成后,迅速将焊锡丝移到另一侧加锡。这样,大大提高了焊接速度。

对于有安装螺丝的器件,应先安装定位螺丝,以免焊接后螺孔与板孔错位影响安装。对于像双联或四联可变电容器的片状引线,应在定位安装后将片状引线折倒压平后再焊接。像电阻等长引线元器件,焊接后应用斜口钳剪除多余的引线,原则是应根据引线的粗细,在焊锡的锥顶留有0.3-0.5mm,一般最长不超过1mm。像变压器、

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