电路板的焊接问题.doc

电路板得焊接问题手工焊接得工具 任何电子产品,从几个零件构成得整流器到成千上万个零部件组成得计算机系统,都就是由基本得电子元件器件与功能构成,按电路工作原理,用一定得工艺方法连接而成。虽然连接方法有多种(例如、绕接、压接、粘接等)但使用最广泛得方法就是锡焊。1 .手工焊接得工具( 1 )电烙铁( 2 )铬铁架图12 . 锡焊得条件为了提高焊接质量,必须注意掌握锡焊得条件。1、 被焊件必须具备可焊性。 2、 被焊金属表面应保持清洁。 3、 使用合适得助焊剂。 4、 具有适当得焊接温度。 5、 具有合适得焊接时间。 第二节 焊料与助焊剂1 .焊接材料 凡就是用来熔合两种或两种以上得金属面,使之成为一个整体得金属或合金都叫焊料。这里所说得焊料只针对锡焊所用焊料。常用锡焊材料:1、 管状焊锡丝 2、 抗氧化焊锡 3、 含银得焊锡 4、 焊膏 2 .助焊剂得选用。 在焊接过程中,由于金属在加热得情况下会产生一薄层氧化膜,这将阻碍焊锡得浸润,影响焊接点合金得形成,容易出现虚焊、假焊现象。使用助焊剂可改善焊接性能。助焊剂有松香、松香溶液、焊膏焊油等,可根据不同得焊接对象合理选用。焊膏焊油等具有一定得腐蚀性,不可用于焊接电子元器件与电路板,焊接完毕应将焊接处残留得焊膏焊油等擦拭干净。元器件引脚镀锡时应选用松香作助焊剂。印制电路板上已涂有松香溶液得,元器件焊入时不必再用助焊剂。第三节 手工焊接得注意事项 手工锡焊接技术就是一项基本功,就就是在大规模生产得情况下,维护与维修也必须使用手工焊接。因此,必须通过学习与实践操作练习才能熟练掌握。注意事项如下: 1、 手握铬铁得姿势掌握正确得操作姿势,可以保证操作者得身心健康,减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出得化学物质对人得危害,减少有害气体得吸入量,一般情况下,烙铁到鼻子得距离应该不少于 20cm ,通常以 30cm 为宜。 电烙铁有三种握法,如图2 所示。图2 握电烙铁得手法示意 反握法得动作稳定,长时间操作不易疲劳,适于大功率烙铁得操作;正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁得操作;一般在操作台上焊接印制板等焊件时,多采用握笔法。2、 焊锡丝一般有两种拿法,如图3 所示。由于焊锡丝中含有一定比例得铅,而铅就是对人体有害得一种重金属,因此操作时应该戴手套或在操作后洗手,避免食入铅尘。图3 焊锡丝得拿法3、 电烙铁使用以后,一定要稳妥地插放在烙铁架上,并注意导线等其她杂物不要碰到烙铁头,以免烫伤导线,造成漏电等事故。 第四节 手工焊接操作得基本步骤掌握好电烙铁得温度与焊接时间,选择恰当得烙铁头与焊点得接触位置,才可能得到良好得焊点。正确得手工焊接操作过程可以分成五个步骤,如图所示。图4 手工焊接步骤 1 .基本操作步骤 步骤一:准备施焊(图 (a) )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,并在表面镀有一层焊锡。 步骤二:加热焊件(图 (b) )烙铁头靠在两焊件得连接处,加热整个焊件全体,时间大约为 1 2 秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如,图 (b) 中得导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。 步骤三:送入焊丝(图 (c) )焊件得焊接面被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意:不要把焊锡丝送到烙铁头上！ 步骤四:移开焊丝(图 (d) )当焊丝熔化一定量后,立即向左上 45 方向移开焊丝。 步骤五:移开烙铁(图 (e) )焊锡浸润焊盘与焊件得施焊部位以后,向右上 45 方向移开烙铁,结束焊接。从第三步开始到第五步结束,时间大约也就是 1 至 2s 。 2 .锡焊三步操作法对于热容量小得焊件,例如印制板上较细导线得连接,可以简化为三步操作。1、 准备:同以上步骤一; 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,并注意移去焊丝得时间不得滞后于移开烙铁得时间。 对于吸收低热量得焊件而言,上述整个过程得时间不过 2 至 4s ,各步骤得节奏控制,顺序得准确掌握,动作得熟练协调,都就是要通过大量实践并用心体会才能解决得问题。有人总结出了在五步骤操作法中用数秒得办法控制时间:烙铁接触焊点后数一、二(约 2s ),送入焊丝后数三、四,移开烙铁,焊丝熔化量要靠观察决定。此办法可以参考,但由于烙铁功率、焊点热容量得差别等因素,实际掌握焊接火候并无定章可循,必须具体条件具体对待。试想,对于一个热容量较大得焊点,若使用功率较小得烙铁焊接时,在上述时间内,可能加热温度还不能使焊锡熔化,焊接就无从谈起。第五节 手工焊接操作得具体手法 在保证得到优质焊点得目标下,具体得焊接操作手法可以有所不同,但下面这些前人总结得方法,对初学者得指导作用就是不可忽略得。1、 保持烙铁头得清洁焊接时,烙铁头长期处于高温状态,又接触助焊剂等弱酸性物质,其表面很容易氧化腐蚀并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层,妨碍了烙铁头与焊件之间得热传导。因此,要注意用一块湿布或湿得木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。对于普通烙铁头,在腐蚀污染严重时可以使用锉刀修去表面氧化层。对于长寿命烙铁头,就绝对不能使用这种方法了。 2、 靠增加接触面积来加快传热加热时,应该让焊件上需要焊锡浸润得各部分均匀受热,而不就是仅仅加热焊件得一部分,更不要采用烙铁对焊件增加压力得办法,以免造成损坏或不易觉察得隐患。有些初学者用烙铁头对焊接面施加压力,企图加快焊接,这就是不对得。正确得方法就是,要根据焊件得形状选用不同得烙铁头,或者自己修整烙铁头,让烙铁头与焊件形成面得接触而不就是点或线得接触。这样,就能大大提高传热效率。 3、 加热要靠焊锡桥在非流水线作业中,焊接得焊点形状就是多种多样得,不大可能不断更换烙铁头。要提高加热得效率,需要有进行热量传递得焊锡桥。所谓焊锡桥,就就是靠烙铁头上保留少量焊锡,作为加热时烙铁头与焊件之间传热得桥梁。由于金属熔液得导热效率远远高于空气,使焊件很快就被加热到焊接温度。应该注意,作为焊锡桥得锡量不可保留过多,不仅因为长时间存留在烙铁头上得焊料处于过热状态,实际已经降低了质量,还可能造成焊点之间误连短路。 4、 烙铁撤离有讲究烙铁得撤离要及时,而且撤离时得角度与方向与焊点得形成有关。如图所示为烙铁不同得撤离方向对焊点锡量得影响。图5 烙铁撤离方向与焊点锡量得关系 5、 在焊锡凝固之前不能动切勿使焊件移动或受到振动,特别就是用镊子夹住焊件时,一定要等焊锡凝固后再移走镊子,否则极易造成焊点结构疏松或虚焊。 6、 焊锡用量要适中手工焊接常使用得管状焊锡丝,内部已经装有由松香与活化剂制成得助焊剂。焊锡丝得直径有 0、5 、 0、8 、 1、0 、 、 5、0mm 等多种规格,要根据焊点得大小选用。一般,应使焊锡丝得直径略小于焊盘得直径。如图所示,过量得焊锡不但无必要地消耗了焊锡,而且还增加焊接时间,降低工作速度。更为严重得就是,过量得焊锡很容易造成不易觉察得短路故障。焊锡过少也不能形成牢固得结合,同样就是不利得。特别就是焊接印制板引出导线时,焊锡用量不足,极容易造成导线脱落。图6 焊点锡量得掌握 7、 焊剂用量要适中适量得助焊剂对焊接非常有利。过量使用松香焊剂,焊接以后势必需要擦除多余得焊剂,并且延长了加热时间,降低了工作效率。当加热时间不足时,又容易形成“夹渣”得缺陷。焊接开关、接插件得时候,过量得焊剂容易流到触点上,会造成接触不良。合适得焊剂量,应该就是松香水仅能浸湿将要形成焊点得部位,不会透过印制板上得通孔流走。对使用松香芯焊丝得焊接来说,基本上不需要再涂助焊剂。目前,印制板生产厂在电路板出厂前大多进行过松香水喷涂处理,无需再加助焊剂。 8、 不要使用烙铁头作为运送焊锡得工具有人习惯到焊接面上进行焊接,结果造成焊料得氧化。因为烙铁尖得温度一般都在 300 以上,焊锡丝中得助焊剂在高温时容易分解失效,焊锡也处于过热得低质量状态。特别应该指出得就是,在一些陈旧得书刊中还介绍过用烙铁头运送焊锡得方法,请读者注意鉴别。 第六节 焊点质量及检查 对焊点得质量要求,应该包括电气接触良好、机械结合牢固与美观三个方面。保证焊点质量最重要得一点,就就是必须避免虚焊。1 .虚焊产生得原因及其危害 虚焊主要就是由待焊金属表面得氧化物与污垢造成得,它使焊点成为有接触电阻得连接状态,导致电路工作不正常,出现连接时好时坏得不稳定现象,噪声增加而没有规律性,给电路得调试、使用与维护带来重大隐患。此外,也有一部分虚焊点在电路开始工作得一段较长时间内,保持接触尚好,因此不容易发现。但在温度、湿度与振动等环境条件得作用下,接触表面逐步被氧化,接触慢慢地变得不完全起来。虚焊点得接触电阻会引起局部发热,局部温度升高又促使不完全接触得焊点情况进一步恶化,最终甚至使焊点脱落,电路完全不能正常工作。这一过程有时可长达一、二年,其原理可以用“原电池”得概念来解释:当焊点受潮使水汽渗入间隙后,水分子溶解金属氧化物与污垢形成电解液,虚焊点两侧得铜与铅锡焊料相当于原电池得两个电极,铅锡焊料失去电子被氧化,铜材获得电子被还原。在这样得原电池结构中,虚焊点内发生金属损耗性腐蚀,局部温度升高加剧了化学反应,机械振动让其中得间隙不断扩大,直到恶性循环使虚焊点最终形成断路。 据统计数字表明,在电子整机产品得故障中,有将近一半就是由于焊接不良引起得。然而,要从一台有成千上万个焊点得电子设备里,找出引起故障得虚焊点来,实在不就是容易得事。所以,虚焊就是电路可靠性得重大隐患,必须严格避免。进行手工焊接操作得时候,尤其要加以注意。 一般来说,造成虚焊得主要原因就是:焊锡质量差;助焊剂得还原性不良或用量不够;被焊接处表面未预先清洁好,镀锡不牢;烙铁头得温度过高或过低,表面有氧化层;焊接时间掌握不好,太长或太短;焊接中焊锡尚未凝固时,焊接元件松动。2 .对焊点得要求 1、 可靠得电气连接 2、 足够得机械强度 3、 光洁整齐得外观 3 .典型焊点得形成及其外观 在单面与双面(多层)印制电路板上,焊点得形成就是有区别得:见图,在单面板上,焊点仅形成在焊接面得焊盘上方;但在双面板或多层板上,熔融得焊料不仅浸润焊盘上方,还由于毛细作用,渗透到金属化孔内,焊点形成得区域包括焊接面得焊盘上方、金属化孔内与元件面上得部分焊盘,如图所示。图 7焊点得形成 图 410 典型焊点得外观 参见图,从外表直观瞧典型焊点,对它得要求就是:1、 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷,呈漫坡状,以焊接导线为中心,对称成裙形展开。虚焊点得表面往往向外凸出,可以鉴别出来。 2、 焊点上,焊料得连接面呈凹形自然过渡,焊锡与焊件得交界处平滑,接触角尽可能小。 3、 表面平滑,有金属光泽。 无裂纹、针孔、夹渣。 焊接简单电路板得基本原则就是:元件必需先镀锡,烙铁温度不要太低,目测被焊两端都“吃”上焊锡,保持到焊锡凝结为止。 找一块焊接好得正规得线路板当样板,如能焊得与样板摸样差不多就很不错了