电路板焊接知识

计算机技术与发展一、焊接的概念
采用锡铅焊料进行焊接的称为锡铅焊,简称锡焊,其机理是:在锡焊的过程中将焊料、焊件与铜箔在焊接热的作用下,焊件与铜箔不熔化,焊料熔化并湿润焊接面,依靠焊件、铜箔两者问原子分子的移动,从而引起金属之间的扩散形成在铜箔与焊件之间的金属合金层,并使铜箔与焊件连接在一起,就得到牢固可靠的焊接点。
二、焊接工具
电烙铁是最主要的焊接工具。电烙铁的种类很多,有直热式、感应式、储能式及调温式多种,电功率有15W、2OW、35W……300W多种,主要根据焊件大小来决定。小功率电烙铁的烙铁头温度一般在300~400℃之间。一般元器件的焊接用2OW内热式电烙铁。新的烙铁使用前,应用细纱纸将烙铁头打光亮,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀的镀上一层锡,这样可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。若使用时间很长,烙铁头已经氧化发黑时,要用小锉刀轻锉去表面氧化层,在其露出紫铜的光亮后用同新烙铁头镀锡的方法一样进行处理,才能使用。
电烙铁要用220V交流电源,使用时要特别注意安全。应做到以下几点:
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核酸染料      电烙铁插头最好使用三级插头。要是外壳妥善接地。
?      使用前,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。
?      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。
?      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。
?      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。爆震伤
2、锡料与焊剂
焊接时,还需要锡料和焊剂。
1)锡料:是一种易熔金属,它能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。锡(Sn)是一种质地柔软、延展性大的银白金属,熔点为232℃,在常温下化学性能稳定,不易氧化,不失金属光泽,抗大气腐蚀能力强。铅(Pb)是一种较软的浅青白金属,熔点为327℃,高纯度的铅耐大气腐蚀能力强,化学稳定性好,但对人体有害。锡中加入一定比例的铅和少量其它金属可制成熔点低、流
动性好、对元件和导线的附着能力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料,一般称焊锡。
焊锡按含锡量的多少可分为15中,按含锡量和杂质的化学成分分为S、A、B三个等级。焊接电子元件,一般采用有松香芯的丝状焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂,使用方便
2)焊剂:分助焊剂和阻焊剂
①助
焊剂
助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂,能溶解去除金属便面的氧化物,并在焊接加热时包围金属的表面,使之他空气隔绝,防止金属在加热时氧化;可降低熔融焊锡的表面张力,有利于焊锡的湿润。
我们采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,可以帮助清除金属便面的氧化物,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。
②阻焊剂
限制焊料只在需要的焊点上进行焊接,把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来,保护面板使其在焊接时受到人热冲击小,不易起泡,同时还能防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况。
使用焊剂时,必须根据被焊件的面积大小和表面状态适量施用,用量过小则影响焊接质量,用量过多,焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差。
3、辅助工具
为了方便焊接操作采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。应正确使用这些工具。
三、电烙铁简介
电烙铁分为外热式电烙铁、内热式电烙铁和其他烙铁。
1、外热式电烙铁
一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内,用以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。
2、内热式电烙铁
由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头(也称铜头)五个部分组成。烙铁芯安装在烙铁头的里面(发热快、热效率高达85%~%%以上)。
烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成,一般20W电烙铁其电阻为2.4kΩ左右,35W电烙铁其电阻为1.6kΩ左右。常用的内热式电烙铁的工作温度有350℃、400℃、420℃、440℃、455℃,而烙铁的功率有20W、25W、45W、75W、100W等几种。
一般来说电烙铁的功率越大,热量越大,烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路板、CMOS电路一般选用20W内热式电烙铁。使用的烙铁功率越大,容易烫坏元器件(一般二、三极管结点温度超过200℃就会烧坏)和使印制板导线从基板上脱落;使用的烙铁功率太小,焊锡不能充分熔化,焊剂不能挥发出来,焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。焊接时间过长,也会烧坏器件,一般每个焊点在1.5~4S内完成。
3、其他烙铁
1)恒温电烙铁
恒温电烙铁是由手柄、发热丝、烙铁头、电源线、恒温控制器等部分组成。
恒温电烙铁的烙铁头内,装有磁铁式的温度控制器(加热棒),来控制通电时间,实现恒温的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时,
应选用恒温电烙铁。
2)吸锡电烙铁
吸锡电烙铁是将活塞式
吸锡器宇电烙铁溶于一体的拆焊工具,它具有使用方便、灵活、使用范围宽等特点。不足之处是每次只能对一个焊点尽心拆焊。
3)汽焊烙铁
一种用液化气、甲烷等可燃气体燃烧加热烙铁头的烙铁。适用于供电不便或无法供给交流电的场合。
四、电烙铁的使用方法
1、电烙铁的握法
电烙铁的握法分为三种。
①反握法  是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁,焊接散热量大的被焊件。
②正握法  此法适用于较大的电烙铁,弯形烙铁头的一般也用此法。
③握笔法  用握笔的方法握电烙铁,此法适用于小功率电烙铁,焊接散热量小的被焊件,如焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。
2、电烙铁使用前的处理
在使用前先通电给烙铁头“上锡”。首先用锉刀把烙铁头搓成一定的形状,然后接上电源,当烙铁头温度升到能熔锡时,将烙铁头在松香上沾涂一下,等松香冒烟后再沾涂一层焊锡,如此反复进行二至三次,使烙铁头的刃面全部挂上一层锡便可使用了。
电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩短其寿命,同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“烧死”不再“吃锡”。
3、电烙铁使用注意事项
①根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。
②使用过程中不要任意敲击电烙铁头以免损坏。内热式电烙铁连接杆钢管壁厚度只有0.2mm,不能用钳子夹以免损坏。在使用过程中应经常维护,保证烙铁头挂上一层薄锡。黄山学院学报
4、焊锡丝的拿法有两种,连续锡焊时焊锡丝的拿法和断续锡焊时焊锡丝的拿法;
由于焊丝成分中,铅占一定比例,众所周知铅是对人体有害的重金属,因此操作时应戴手套或操作后洗手,避免食入。
电烙铁使用后,一定要稳妥放置在烙铁架上,并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头,以免被烫伤导线,造成漏电等事故。
五、手工焊接的基本操作步骤
1、焊接方法
焊接  检查  剪短
1)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,并在烙铁头上镀一层锡。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)加热焊件  将烙铁头刃面紧贴在焊点处,加热整个焊件全体,时间大约1~2秒钟。要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。
3)送入焊丝  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。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。烙铁头
焊点处停留的时间控制在2~3秒钟。注:不要把焊锡丝送到烙铁头上!
4)移开焊丝  当焊丝熔化一
定量后,立即向左上45°方向移开焊丝。
5)移开烙铁  焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后,向右上45°方向移开烙铁,结束焊接,然后用偏口钳剪去多余的引线。
送焊丝到移开烙铁的时间大约也是1~2S。
对于热容量小的焊件,例如印制板上较细导线的连接,可以简化为三步操作。
1)准备施焊。
2)加热与送丝:烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。
3)去丝移烙铁:焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后,立即拿开焊丝并移开烙铁,并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。
对于吸收低热量的焊件而言,焊接的这个过程的时间也不过2~4S。
注:焊接元器件时使用的烙铁功率过大,轻易烫坏元器件(一般二、三极管结点温度超过200℃时就会烧坏)和使印制导线从基板上脱落;使用的烙铁功率太小,焊锡不能充分熔化,焊剂不能挥发出来,焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。焊接时间过长,也会烧坏器件,一般每个焊点在1.5~4S内完成。
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2、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,有时用手一拨,元件就从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。
焊接电路板时,一定要控制好时间。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是,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。
六、对焊点的基本要求
1、焊点要有足够的机械强度,保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。不能用过多焊料堆积,这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。
2、焊接可靠,具有良好导电性,必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构,只是简单地依附在被焊金属表面上。
3、焊点表面要光滑、清洁,焊点表面应有良好光泽,不应有毛刺、空隙,无污垢,尤其是焊剂的有害残留物质,要选择合适的焊料与焊剂。
七、焊接温度与加热时间的控制
掌握好焊接的温度和时间。在焊接时,要有足够的热量和温度。如温度过低,焊锡流动性差,很容易凝固,形成虚焊;如温度过高,将使焊锡流淌,焊点不易存锡,焊剂分解速度加快,使金属表面加速氧化,并导致印制电路板上的焊盘脱落
。尤
其在使用天然松香助焊剂时,锡焊温度过高,很易氧化脱皮而产生炭化,造成虚焊。
烙铁头在焊件上停留的时间与焊件温度的升高是正比
关系。
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,还要如下危害和外部特征:
民族同化
1、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。
2、高温造成说家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。
3、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。

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