电子产品工艺与设备(大三上学期3)-2焊接工艺

电子产品手工焊接工艺1．尖嘴钳尖嘴钳如图所示。它主要用在焊点上网绕导线和元器件引线，以及元器件引线成形、布线等。尖嘴钳一般都带有塑料套柄，使用方便，且能绝缘。一、钳口工具一、常用工具2．平嘴钳平嘴钳如图所示。它主要用于拉直裸导线，将较粗的导线及较粗的元器件引线成形。3．圆嘴钳圆嘴钳如图所示。由于钳子口呈圆锥形，可以方便地将导线端头、元器件的引线弯绕成圆环形，安装在螺钉及其他部位上。4．镊子5．偏口钳偏口钳又称斜口钳，如图所示。它主要用于剪切导线，尤其适合用来剪除网绕后元器件多余的引线。剪线时，要使钳头朝下，在不变动方向时可用另一只手遮挡，防止剪下的线头飞出伤眼。6．剥线钳剥线钳用来剥削直径3mm及以下绝缘导线的塑料或橡胶绝缘层，其外形如图所示。它由钳口和手柄两部分组成。剥线钳钳口分有0.5~3mm的多个直径切口，用于不同规格线芯线直径相匹配，切口过大难以剥离绝缘层，切口过小会切断芯线。剥线钳也装有绝缘套。剥线钳的使用方法：如图所示（1）根据缆线的粗细型号，选择相应的剥线刀口。（2）将准备好的电缆放在剥线工具的刀刃中间，选择好要剥线的长度（3）握住剥线工具手柄，将电缆夹住，缓缓用力使电缆外表皮慢慢剥落（4）松开工具手柄，取出电缆线，这时电缆金属整齐露出外面，其余绝缘塑料完好无损。7．网线钳网线钳是用来卡住BNC连接器外套与基座的，它有一个用于压线的六角缺口,如图所示。一般这种压线钳也同时具有剥线、剪线功能。它可以用来加工网线和电话线，主要用来给网线或者电话线加装水晶头。二、紧固工具1．一字形螺钉旋具2．十字形螺钉旋具3．自动螺钉旋具4．机动螺钉旋具5．螺母旋具1．内热式电烙铁(内热式烙铁的发热丝绕在一根陶瓷棒上面，外面再套上陶瓷管绝缘，使用时烙铁头套在陶瓷管外面，热量从内部传到外部的烙铁头上。特点：升温快，不会产生感应电，但发热丝寿命较短)三、焊接工具2．外热式电烙铁（外热式烙铁发热丝绕在一根中间有孔的铁管上，里外用云母片绝缘，烙铁头插在中间孔里，热量从外面传到里面的烙铁头。特点：使用寿命相对较长，但容易产生感应电，容易损坏精密的电子元件，所以焊接精密元件时最好烙铁外壳接一根地线接地）烙铁头有不同形状，如图所示。3．恒温电烙铁恒温焊台恒温电烙铁的结构4．吸锡电烙铁吸锡电烙铁外形及结构5．吸锡器安全提示：1）电烙铁在使用前一定要电源线和保护地线是否良好。2）烙铁在使用过程中不宜长期空热，以免烧坏烙铁头和烙铁心。3）烙铁不使用时放在烙铁架上，以免烫坏其他物品。4）烙铁使用过程中要定期地检烙铁温度和是否漏电，如温度超过或低于规定范围或漏电应停止使用，每天检测两次并填写记录。5）烙铁不用时要关闭电源，拔下插头。1.焊接的基本知识及手工焊接的工艺要求、质量分析。2.掌握手工焊接技术和手工焊接的工艺要求。3.学习自动焊接技术、接触焊接技术。学习要点：焊接工艺主要内容焊接的基本知识手工焊接的工艺要求及质量分析自动焊接技术接触焊接一.焊接的基本知识1.1焊接的种类焊接是使金属连接的一种方法，是电子产品生产中必须掌握的一种基本操作技能。现代焊接技术主要分为下列三类：熔焊：是一种直接熔化母材的焊接技术。钎焊：是一种母材不熔化，焊料熔化的焊接技术。接触焊：是一种不用焊料和焊剂，即可获得可靠连接的焊接技术。1.2焊料、焊剂和焊接的辅助材料1．焊料焊料是一种熔点低于被焊金属，在被焊金属不熔化的条件下，能润湿被焊金属表面，并在接触面处形成合金层的物质。电子产品生产中，最常用的焊料称为锡铅合金焊料（又称焊锡），它具有熔点低、机械强度高、抗腐蚀性能好的特点。2．焊剂(助焊剂)焊剂是进行锡铅焊接的辅助材料。焊剂的作用:去除被焊金属表面的氧化物，防止焊接时被焊金属和焊料再次出现氧化，并降低焊料表面的张力，有助于焊接。常用的助焊剂有：无机焊剂有机助焊剂松香类焊剂：电子产品的焊接中常用。3．常用的锡铅合金焊料（焊锡）锡铅合金焊料的有多种形状和分类。其形状有粉末状、带状、球状、块状和管状等几种。手工焊接中最常见的是管状松香芯焊锡丝。这种焊锡丝将焊锡制成管状，其轴向芯内是优质松香添加一定的活化剂组成的。4．清洗剂在完成焊接操作后，要对焊点进行清洗，避免焊点周围的杂质腐蚀焊点。常用的清洗剂有：无水乙醇（无水酒精）航空洗涤汽油三氯三氟乙烷5．阻焊剂阻焊剂是一种耐高温的涂料，其作用是保护印制电路板上不需要焊接的部位。阻焊剂的种类热固化型阻焊剂紫外线光固化型阻焊剂（光敏阻焊剂）电子辐射固化型阻焊剂1.3锡焊的基本过程锡焊是使用锡铅合金焊料进行焊接的一种焊接形式。其过程分为下列三个阶段：A．润湿阶段（第一阶段）B．扩散阶段（第二阶段）C．焊点的形成阶段（第三阶段）1.4锡焊的基本条件A．被焊金属应具有良好的可焊性B．被焊件应保持清洁C．选择合适的焊料D．选择合适的焊剂E．保证合适的焊接温度对印制板上的电子元器件进行焊接时，一般选择20W～35W的电烙铁；每个焊点一次焊接的时间应不大于3秒钟。二.手工焊接的工艺要求及质量分析技术2.1手工焊接技术手工焊接适合于产品试制、电子产品的小批量生产、电子产品的调试与维修以及某些不适合自动焊接的场合。手工焊接的要点是：保证正确的焊接姿势熟练掌握焊接的基本操作步骤掌握手工焊接的基本要领正确的焊接姿势一般采用坐姿焊接，工作台和坐椅的高度要合适。焊接操作者握电烙铁的方法：反握法：适合于较大功率的电烙铁（75W）对大焊点的焊接操作。正握法：适用于中功率的电烙铁及带弯头的电烙铁的操作，或直烙铁头在大型机架上的焊接。笔握法：适用于小功率的电烙铁焊接印制板上的元器件。电烙铁握法的图片（a）反握法（b）正握法（c）笔握法图电烙铁的握法2．焊锡丝的拿法手工焊接中一只手握电烙铁，另一只手拿焊锡丝，帮助电烙铁吸取焊料。拿焊锡丝的方法一般有两种：连续锡丝拿法和断续锡丝拿法，如图所示。（a）连续锡丝拿法（b）断续锡丝拿法3．焊接操作的注意事项（1）由于焊丝成分中铅占一定比例，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。（2）焊剂加热时挥发出来的化学物质对人体是有害的，如果在操作时人的鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般鼻子距烙铁的距离不小于30cm，通常以40cm为宜。（3）使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥地放于烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。4．手工焊接的要求（1）焊接点要保证良好的导电性能虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属的表面上，如图所示。虚焊（a）与引线浸润不好（b）与印制板浸润不好（a）与引线浸润不好（b）与印制电路板浸润不好（a）与引线浸润不好（b）与印制电路板浸润不好（2）焊接点要有足够的机械强度为提高焊接强度，引线穿过焊盘后可进行相应的处理，一般采用3种方式，如图所示。（a）不弯曲（b）弯成45°（c）弯成90°引线穿过焊盘后的处理方式（a）普通的弯线方法（b）同方向回路的弯线方法（c）单个焊盘的弯线方法引线的弯曲方向（a）直插式（b）弯成45°（c）弯成90°（3）焊点表面要光滑、清洁为使焊点表面光滑、清洁、整齐，不但要有熟练的焊接技能，而且还要选择合适的焊料和焊剂。焊点不光洁表现为焊点出现粗糙、拉尖、棱角等现象。（4）焊点不能出现搭接、短路现象5．一般操作方法（a）准备焊锡烙铁（b）加热焊件（c）熔化焊料（d）移开焊锡（e）移开烙铁手工焊接五步操作法（1）准备施焊（2）加热焊件（3）熔化焊料（4）移开焊锡（5）移开电烙铁★提示：各步骤之间停留的时间对保证焊接质量至关重要，只有通过实践才能逐步掌握。步骤一步骤三步骤四步骤五步骤二6．焊接的操作要领（1）焊前准备①视被焊件的大小，准备好电烙铁、镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊剂等工具。②焊前要将元器件引线刮净，最好是先挂锡再焊。对被焊件表面的氧化物、锈斑、油污、灰尘、杂质等要清理干净。（2）焊剂要适量（3）焊接的温度和时间要掌握好（4）焊料的施加方法施加焊料焊接时应注意电烙铁的位置，如图所示。（c）（b）（a）（5）焊接时被焊件要扶稳（6）撤离电烙铁的方法掌握好电烙铁的撤离方向，可带走多余的焊料，从而能控制焊点的形成。为此，合理地利用电烙铁的撤离方向，可以提高焊点的质量。不同的电烙铁的撤离方法，产生的效果也不一样。如图所示。（7）焊点的重焊当焊点一次焊接不成功或上锡量不够时，要重新焊接。重新焊接时，必须等上次的焊锡一同熔化并融为一体时，才能把电烙铁移开。（8）焊接后的处理总结：手工焊接的操作要领手工焊接的操作要领分以下五个方面:焊前准备电烙铁的操作方法焊料的供给方法掌握合适的焊接时间和温度焊接后的处理2.2手工焊接的工艺要求1．保持烙铁头的清洁2．采用正确的加热方式3.焊料、焊剂的用量要适中4.烙铁撤离方法的选择5.焊点的凝固过程6.焊点的清洗三、印制电路板的焊接1．焊接前的准备（1）焊接前要将被焊元器件的引线进行清洁和预镀锡。（2）清洁印制电路板的表面，主要是去除氧化层、检查焊盘和印制导线是否有缺陷和短路点等不足。同时还要检查电烙铁能否吃锡，如果吃锡不良，应进行去除氧化层和预镀锡工作。（3）熟悉相关印制电路板的装配图，并按图纸检查所有元器件的型号、规格及数量是否符合图纸的要求。2．装焊顺序元器件装焊的顺序原则是先低后高、先轻后重、先耐热后不耐热。一般的装焊顺序依次是电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管等。3．常见元器件的焊接（1）电阻器的焊接按图纸要求将电阻器插入规定位置，插入孔位时要注意，字符标注的电阻器的标称字符要向上（卧式）或向外（立式），色环电阻器的色环顺序应朝一个方向，以方便读取。插装时可按图纸标号顺序依次装入，也可按单元电路装入，依具体情况而定，然后就可对电阻器进行焊接。（2）电容器的焊接将电容器按图纸要求装入规定位置，并注意有极性电容器的阴、阳极不能接错，电容器上的标称值要易看可见。可先装玻璃釉电容器、金属膜电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器。焊接过程如下图：1)PCB和电阻电容2)刮去电阻表面氧化物3)根据PCB上的间距把电阻引脚成型4)把电阻插入PCB5)用烙铁进行焊接:方法是下把烙铁尖放到电租焊盘的根部,加热根部焊盘,预计2秒后迅速把焊丝放到电阻脚和烙铁交汇点,此时焊丝会迅速融化,控制好焊丝的进丝量,使焊点成为锥型和贯穿过渡孔就OK。6)焊接后的点7)焊接完毕后用工具减去多余引脚后的焊点焊接完成后的正面图（3）二极管的焊接将二极管辨认正、负极后按要求装入规定位置，型号及标记要向上或朝外。对于立式安装二极管，其最短的引线焊接要注意焊接时间不要超过2s，以避免温升过高而损坏二极管。（4）三极管的焊接按要求将e、b、c3个引脚插入相应孔位，焊接时应尽量缩短焊接时间，并可用镊子夹住引脚，以帮助散热。焊接大功率三极管，若需要加装散热片时，应将散热片的接触面加以平整，打磨光滑，涂上硅脂后再紧固，以加大接触面积。要注意，有的散热片与管壳间需要加垫绝缘薄膜片。引脚与印制电路板上的焊点需要进行导线连接时，应尽量采用绝缘导线。（5）集成电路的焊接将集成电路按照要求装入印制电路板的相应位置，并按图纸要求进一步检查集成电路的型号、引脚位置是否符合要求，确保无误后便可进行焊接。焊接时应先焊接4个角的引脚，使之固定，然后再依次逐个焊接。4．导线的焊接预焊在导线的焊接中是关键的步骤，尤其是多股导线，如果没有预焊的处理，焊接质量很难保证。导线的预焊又称为挂锡，方法与元器件引线预焊方法一样，需要注意的是，导线挂锡时要一边镀锡一边旋转。多股导线的挂锡要防止“烛芯效应”，即焊锡浸入绝缘层内，造成软线变硬，容易导致接头故障，如图所示。良好的镀层烛芯效应导致软线变硬焊接方法因焊接点的连接方式而定，通常有3种基本方式：绕焊、钩焊和搭焊，如下图所示。（a）绕焊（b）钩焊（c）搭焊5．焊接注意事项（1）电烙铁。一般应选内热式20W～35W或调温式电烙铁，电烙铁的温度以不超过300℃为宜。烙铁头形状应根据印制电路板焊盘大小采用凿形或锥形。目前印制电路板发展趋势是小型密集化，因此一