焊接技能

目录第一章焊接基本知识介绍---------------------------------------------------------------02～021.1焊接概述1.2焊接种类第二章焊接工具与材料------------------------------------------------------------------03～042.1电烙铁使用操作方法2.2焊料介绍2.3助焊剂介绍2.4测温仪操作方法第三章手工焊接---------------------------------------------------------------------------05～103.1焊接前准备工作3.2焊接步骤与方法3.3DIP元件焊接3.4SMD元件焊接3.5焊接注意事项第四章焊接质量要求---------------------------------------------------------------------10～154.1焊点的基本工艺要求4.2常见不良焊点图示4.3不良焊点质量分析4.4不良焊点处理与维修第五章电烙铁保养与维护--------------------------------------------------------------16～185.1电烙铁日常点检5.2电烙铁操作注意事项5.3电烙铁日常保养项目第六章焊接技能经验总结--------------------------------------------------------------18～1822第一章焊接基本知识介绍1.1焊接概述1.1.1电子焊接定义焊接是金属连接的一种方法，使将元器件引脚与电路板连接在一起的过程。焊接过程要满足机械连接和电气连接两个目的，其中，机械连接是起固定作用，而电气连接是起电气导通作用。1.1.2焊锡原理就是使用锡合金焊料进行焊接的一种形式，其焊料的熔点低于被焊件的熔点。焊接过程是利用焊接工具和设备将焊件和焊料共同加热到焊接温度(240℃-380℃),在焊件不熔化的情况下，焊料熔化并浸润焊接面，并在焊接点形成合金层，完成焊接过程。1.1.3电子焊接种类除了手工焊外，随着电子行业的进步,焊接技术也有了不少的更新和发展,例如:波峰焊、回流焊等。第二章焊接工具与材料2.1电烙铁2.1.1电烙铁种类●按加热方式分：外热式、内热式，内热式用较多●按功能分：普通电烙铁、调温电烙铁、恒温电烙铁，用较多普通烙铁、调温烙铁。普通烙铁一般用在焊接普通元件如电阻、电容、线材等，调温烙铁焊接较精密元件如IC之类元器件。2.1.1.1普通电烙铁规格●30W最高温度约为310℃，40W最高温度约为370℃，60W最高温度约为470℃2.1.1.1.1普通电烙铁构造普通电烙铁主要由手柄、烙铁头、加热管、电源线组成●普通电烙铁可以通过调节烙铁头的长度来控制温度达到所要的温度，只是调节范围比较窄，调节不方便、直观。332.1.1.2调温电烙铁调温电烙铁可调整温度范围在200-480℃间，它主要由烙铁架、海绵、电源主机、电源线、焊接手柄构成。2.1.1.3烙铁头最常用是尖烙铁头适合焊接较小元器件及贴片元件，刀口式烙铁头适合焊接较大元器件焊点如线材、接插件等种类适用说明图标选用原则单面平头焊接大焊点为了在最短的时间内传输最多的热量,因而烙铁头应尽量加大,但原则上仍需比焊点焊盘稍小一点,这样能够快速加热焊点而又不伤到板材.双面平头用于温度高,零件脚位置密集的元件.如:有SMD元件之IC脚补焊尖头焊接小零件脚,补焊段补焊如:直径1.0mm以下零件脚焊接小尖头细小焊点,如SMD零件焊接及修补(目前公司暂无SMD制程)电源主机焊接手柄烙铁架海绵调温旋钮442.1.1.4电烙铁操作方法烙铁使用前检查（具体操作方法见第五章）电烙铁握法●最常用是握笔法，正握法主要是焊接表面大量锡点使用2.2焊锡材料2.2.1焊锡材料种类分焊锡丝、焊锡条、助焊剂、锡膏，焊锡丝用于手工焊接，焊锡条用于波峰焊接，助焊剂用于波峰焊接或手工焊接中多引脚元器件如IC等，锡膏用于焊接SMD元器件。我公司所使用是锡铜无铅锡丝与锡条（Sn99.3Cu0.7），熔点218℃种类使用说明最佳温度注意事项普通锡丝细小焊点,如SMD零件补焊,细小零件脚焊接300+/-10℃1.焊锡丝不可拉出太长，以免焊锡丝碰到地面，致使其它污染物附着在锡丝上加附至焊点，也不可太短，短于10㎜,以免汤伤手，正常握法应超出手指20~30㎜；2.焊锡作业后，要洗手后方可进食，因为锡丝含有铅，铅是金属，有毒；普通锡丝较小零件脚,如补焊段补焊350+/-10℃普通锡丝较大焊点焊接400+/-10℃2.2.2焊锡丝的握法反握法正握法握笔法焊锡露出50-60mm焊锡丝552.2.3助焊剂助焊剂是一种焊接的铺住材料，其作用主要是(1)去除氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同焊接面上的氧化物发生还原反应，从而除去氧化膜。反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。(2)防止氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化。助焊剂融化以后，形成漂浮在焊料表面的隔离层，防止了焊接面的氧化。(3)减小表面张力。增加熔融焊料的流动性，有助于焊锡润湿和扩散。(4)使焊点美观。合适的助焊剂能够整理焊点形状，保持焊点表面的光泽。常用的助焊剂有松香、松香酒精助焊剂、焊膏、氯化锌助焊剂、氯化铵助焊剂等。在电子电气制品焊接中常采用中心夹有松香助焊剂、含锡量为61％的39锡铅焊锡丝，也称为松香焊锡丝。2.4测温仪用来测试电烙铁温度，下图描述测温仪结构2.4.1电烙铁测温操作步骤●根据需要设定好烙铁温度，打开电源开始升温。●检查三根感温线及中间的感应头是否连接好或是否有损坏。●打开测温仪的按钮开关,此时应显示当前的环境温度。●在湿润的海绵块上擦拭烙铁头,并在烙铁头上加入适量的锡。●用烙铁头轻轻接触感应头，约3S后读取显示屏上的温度值。温度读数窗口温度感应点电源开关66第三章手工焊接3.1焊接前准备工作3.1.1准备好电烙铁、镊子、斜口钳等工具，新烙铁需对烙铁头搪锡处理3.1.2电烙铁打开电源预热，用测温仪测试其焊接温度达到焊接所要求温度3.1.3海绵加水发泡，保持润湿状态（如下图），清洗烙铁头3.1.4准备好被焊件3.2焊接温度要求焊接一般元器件如电阻、电容、IC温度控制在350～380℃之间焊接大元器件焊点如大的接地点、线材温度控制在380～420℃之间●焊接温度过高，会烫伤元器件，严重会损坏PCB焊盘。●焊接温度过低，焊接困难，锡不流动造成连锡短路，无法形成合金。3.3焊接步骤焊接步骤示意图烙铁头接触被焊件送上焊锡丝焊锡丝脱离焊点烙铁头脱离焊点773.3.1对准焊接点:将烙铁对准焊接点加热被焊件。●接触位置：烙铁头应同时接触需要两个互相连接的焊体，烙铁一般倾斜45℃●接触压力：烙铁头与工件触时应略施压力，以对工件表面不造成损伤为原则。3.3.2熔锡润湿：添加锡丝，锡丝放在烙铁头对侧处填充焊料●焊料应填充在焊点离烙铁头加热部位最远的距离，可保证焊点四周均匀布满焊锡。●供给数量：确保焊接润湿角度在15～45℃角度，焊点圆滑且能看清焊点轮角。3.3.3移开焊锡丝和拿开烙铁头:在焊锡熔化够量和焊接点吃锡充分的情况下,移开焊锡丝后在拿开烙铁头,但要注意移开焊锡丝的时间不要迟于离开烙铁头时间，每个焊点加热约3秒时间。3.3.4对焊接点自检;焊接后要对焊点进行目检,目检焊接质量是否良好3.3.5手工焊锡五步工程法与3步工程法，如下图3.3.6不正确的焊接方法883.4DIP元器件焊接方法加热必须铜箔和部品同时加热用烙铁同箔和部品同时大面加热烙铁头和焊锡投入角度及脱出用度推持3.5SMD贴片元件焊接方法Chip部品锡在铜箔上.Chip受不了热作不能焊铁直插接触铜箔上加热破润发生裂纹3.6IC焊接方法1阶段:IC焊锡完了后对角线焊锡.2阶段:IC专用时加焊锡不可的位置上焊锡(不然和偏位)烙铁头是刀决性(需要时学少量FIUX)●注意:周围有碰撞的部位993.7焊接注意事项●掌握正确的操作姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减少劳动伤害。工作台和座椅的高度要合适，一般在焊接时要求烙铁离操作者鼻子的距离以20-30cm为佳。●保证烙铁头的清洁焊接时，烙铁头长期处于高温状态，其表面容易氧化，这就使烙铁头的导热性能下降，影响了焊接质量，因此，根据实际情况要随时清洁烙铁头。通常的做法是：用一块湿布或海绵块擦拭烙铁头，以保证其清洁。●采用正确的加热方式加热时，应该让焊接部位均匀受热。正确的加热方式是：根据焊接部位的形状选择不同的烙铁头，让烙铁头与焊接部位形成面的接触，而不是点的接触，这样就可以使焊接部位均匀受热，以保证焊料与焊接部位形成良好的合金层。●焊料、焊剂的用量要适中焊料适中，则焊点美观、牢固；焊料过多，则浪费焊料，延长了焊接时间，并容易造成短路故障；焊料太少，焊点的机械强度低，容易脱落。适当的焊剂有助于焊接，焊剂过多，易造成“锡渣”。一般工厂使用的手工焊锡丝大都为松香芯焊锡丝，因其自身含有松香助焊剂，所以无需再用其他的助焊剂。●焊接温度与焊接时间的控制焊接时一定要保证足够的焊接温度，一般手工焊接的温度在340~380℃，可根据不同的焊接对象适当调整温度。温度过高，易烫伤基板的铜箔，烫坏元件；温度过低，熔锡困难，易造成虚焊。焊接时间一般控制在3S左右。焊接时间的控制需要在操作实践中慢慢体会。●烙铁撤离的方法选择1010烙铁撤离的时间和方法直接影响焊点的质量。当焊点上的焊料从分润湿焊接部位时，才能撤离烙铁头，且撤离的方法应根据焊接情况选择，具体可参照本章第一节的第五步。第四章焊接质量基本要求4.1焊点的基本工艺要求●具有良好的导电性:即焊料与被焊金属物面相互扩散形成合金属.●具有一定的强度:即焊点必须具有一定抗拉强度和抗冲击韧性.●焊料量要适当:过少机械强度低,易造成虚焊,过多会浪费焊料,并造成焊点相碰和掩盖焊接缺陷。15°030°(如图)●焊点表面应有良好的光泽●焊点不应有毛刺、空焊、气泡●焊点表面要清洁,有残留物或污垢,会给焊点带来隐患合格的焊点必须呈现润湿特征，焊料良好地附着在被焊金属表面。润湿的焊点，其焊缝外形特征是呈凹形的弯液面，判定依据是润湿时焊料与焊盘，焊料与引线/焊端之间的界面接触角较小或接近于零度。通常焊料合金的范围很宽，可以表现出从很低甚至接近0度的接触角直到接近90度的接触角。如果焊接面有部分面积没有被焊料合金润湿，则一般认定为不润湿状态，这时的特征是接触角大于90°。●如图之A、B所示，焊点润湿角都不超过90度，合格；但C、D所示接触角虽然超过90度，属于例外情况，也是合格的，原因是焊点轮廓由于设计要求延伸到焊接区域外部边缘和阻焊膜。●焊接面焊盘覆盖率最少75%1111●焊接面焊点润湿不少于330度4.2常见不良焊点图示焊点表面形成球状，没有完全润湿锡尖1212元件脚超出焊盘假焊线材浮高元件浮高焊盘未被润湿焊盘翘起元件与PCB接触高度13134.3不良焊点质量分析焊盘脱落焊接润湿不良有锡珠连锡短路14144.4不良焊点的处理与维修当焊接遇到不良时，要学会如何处理与维修不合格的焊点焊点拉尖，如下图●处理方法，重新放锡，重新焊接，注意锡量适中。锡短路，如下图●处理方法，减少锡量或重新焊接。1515虚焊，如下图●处理方法，重新焊接或涂助焊剂焊接拆焊拆卸工具，在拆卸过程中，主要用的工具有：电烙铁、吸锡枪、镊子等手插元器件的拆卸●引脚较少的元器件拆法：一手拿着电烙铁加热待拆元器件引脚焊点，一手用镊子夹着元器件，待焊点焊锡熔化时，用夹子将元器件轻轻往外拉。●多焊点元器件且引脚较硬的元器件拆法：采用吸锡器或吸锡枪逐个将引脚焊锡吸干净后，再用夹子取出元器件如图。借助吸锡材料（如编织导线，吸锡铜网）靠在元器件引脚用烙铁和助焊剂加热后，抽出吸锡材料将引脚上的焊锡一起带出，最后将元器件取出。●机插元器件的拆卸右手握住烙铁将锡点融化，并继续对准锡点加热，左手拿着镊