电路板焊接知识

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1、电烙铁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：?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。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、延展性大的银白色金属，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色金属，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。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。烙铁头在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。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：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。