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实用焊锡技术.doc

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实用锡焊技艺 ……宁飞龙 整理 声明:下面都是我从网站上下载而整理到一起到资料,其中也加入了我的一些看法与经验,目的是与大家共同提高焊接技艺。高超的焊接技艺来源于良好的焊接习惯,而良好的焊接习惯的形成必须要了解相关的背景知识,掌握一些约定俗成的原则和必要的要领。掌握原则和要领对正确操作是必要的,但仅仅依照这些原则和要领并不能解决实际操作中的各种问题。具体工艺步骤和实际经验是不可缺少的,借鉴他人的经验,遵循成熟的工艺是初学者的必由之路。这些资料在这几个方面都有很大的参考价值,希望实验室的各位师兄师姐师弟师妹可以耐心研读,我相信必有所收获! 2007-9-23 一、焊接工具 1 .电烙铁 电烙铁是焊接的基本工具,它的作用是把电能转换成热能,用以加热工件,融化焊锡,使元器件和导线牢固的连接在一起。按其加热的方式,可以分为外热式、内热式和恒温式三种。 a) 小型外热式电烙铁: 外热式电烙铁的发热元件(指烙铁芯)在传热体的外部,其能量转换慢,加热慢,一般需要( 15 — 20 分钟)且功率比较大,从 45w 到数百瓦,多用于电工作业。 b) 小型内热式电烙铁: 由烙铁杆,烙铁柄,烙铁头箍,烙铁芯,烙铁头五个部分组成,烙铁芯安装在烙铁头里面故称之为内热式。烙铁芯是采用镍铬合金电阻丝绕在瓷管上制成的,常温下,电阻为 2420 欧姆,通电后,镍铬电阻丝立即产生热量。由于它的发热元件在烙铁头内部,所以发热快,热量利用率高达 85 ~ 90 %以上,烙铁温度在 350 ℃左右,目前,使用的 20W 内热式电烙铁具有体积小,重量轻,升温快,耗电省和热效率高等优点。缺点是在焊接印制导线细的印制电路板时温度高一些,容易损坏印制板上的元件。由于镍铬电阻丝较细,容易烧断。另外烙铁头不易加工,更换不方便。如果需要更换烙铁头时,可将烙铁头末端的头箍向后退出,用镊子在槽内撬松烙铁头, 然后取出,换上新的烙铁头套上头箍即可。使用新烙铁(或换新烙铁头)时,现将烙铁头上的氧化物用锉刀锉去,然后接通电源,估计到达焊锡溶化的温度时,在平滑的使用面上均匀涂以焊锡丝,如果烙铁头的温度过高,则烙铁头被氧化,焊锡呈滴状落下而挂不上锡,故要在温度不太高时涂锡。烙铁头使用一段时间后,由于锡的扩散侵蚀及高温氧化,加上助焊剂中所含的腐蚀性物质使烙铁头产生化学腐蚀,使铜不断被消耗,造成烙铁头表面变得凹凸不平,遇到此情况要对烙铁头整形,可用砂纸和锉刀将其凹凸修成平滑面,以适合其要求。现在的新型内热式电烙铁烙铁头结构简单,拆装方便,寿命长,而且不用锉刀修饰不用挂锡。头部是尖的,适于小焊点的焊接。 c) 恒温电烙铁: 使用前,检查电烙铁的状态,它的电源插头间的直流电阻约为 2.2K 左右。由烙铁头,加热器,温控元件,永久磁铁,加热器控制开关,强力加热器,控制加热器的开关组成。其恒温原理是在烙铁头上装有一个强磁性体传感器,用以吸附磁动的触点,闭合加热器控制开关,烙铁就处在迅速的加热状态。当烙铁头的温度上升到控制温度时,永外磁铁便因强磁性体传感器到达居里点而磁性消灭,从而使磁芯控制开关的触点断开,此时,便停止向烙铁供电加热,如此不断循环,达到控制烙铁温度的目的。如果需要控制各种不同温度时,只需要更换烙铁头就行了,因不同温度的烙铁头,装有不同成分的强磁体传感器,其居里点不同,失磁温度各异,以此控制所需的温度。烙铁头的工作温度范围可以在 260 ~ 450 ℃内任意选定。 2 .其它常用工具 尖嘴钳:其头部尖细,适用于夹小型金属零件和元件引脚弯折,尖嘴钳有铁柄和绝缘柄两种,绝缘柄的工作电压为 500V ,其规格以全长表示,有 130 、 160 、 180 和 200mm 四种。 斜口钳:用于剪断导线或其它较小金属,塑料等物件。也可与尖嘴钳合用于剥导线头。 剥线钳:用于剥去导线的绝缘层,它由钳头和手柄组成,手柄是绝缘的工作电压为 500V ,其规格以全长表示,有 140 和 180mm 两种,钳头有直径为 0.5 ~ 3mm 的多个切口,使用时,选择的切口直径必须稍大于线芯直径,以免切伤芯线。 螺丝刀:按其头部形状分为一字形和十字形两种,专用于拧紧螺钉,在拧时用力不宜过猛,以免螺钉滑口。目前市场上还有多用螺钉旋具是一种组合工具,它的柄部、体部和头部是可以拆卸的。附有多种规格的一字形和十字形刀体部,它采用塑料柄,柄部结构与电笔相似,故可兼作电笔使用。镊子:用于夹持导线和元器件。有时焊接某些怕热元器件时,可用作散热。 吸锡器:用于电器元件的拆卸,并保证印制板和元器件的不被损坏。分为两种,一种可以自行加热,一种需要电烙铁的配合使用。后者结构简单,故障率低。使用时,把活塞推下,会自动被卡住,用烙铁加热需要拆卸的焊点,使焊锡溶化,把吸锡器接近溶化的焊锡,按下活塞释放按钮,活塞由于弹簧作用迅速上升,产生内抽气流,把溶化的焊锡抽入吸锡器内。前者区别在于可以独立完成拆卸工作,在预热后,吸头可以同时完成加热和抽吸过程。 在多次使用后两者都需要清除一下内部积存的焊锡,保证下次抽气的通畅。 二、焊接材料 焊接材料包括焊料(又称焊锡)和焊剂(又称助焊剂),它对焊接质量的保证有决定性的影响。 1 .焊料 焊料是易熔金属,熔点应低于被焊金属。焊料溶化时,在被焊金属表面形成合金而与被焊金属连接到一起,目前主要使用锡铅焊料,也称焊锡。锡铅焊料(锡与铅熔合成合金),具有一系列锡与铅不具备的优点: a. 熔点低,有利于焊接。锡的熔点在 232 ℃ ,铅的熔点在 327 ℃ ,但是作成合金之后,它开始熔化的温度可以降到 183 ℃ 。 b. 提高机械强度,锡和铅都是质软、强度小的金属,如果把两者熔为合金,则机械强度就会得到很大的提高。 c. 表面张力小,粘度下降,增大了液态流动性,利于焊接时形成可靠接头。 d. 抗氧化性好,铅具有抗氧化性的优点在合金中继续保持,使焊料在溶化时减少氧化量。 e. 降低价格,锡是非常贵的金属,而铅很便宜,铅的成分越多,焊锡的价格也越便宜。 下表列出几种常用低温焊锡: 手工烙铁焊接常用管状焊锡丝,它是将焊锡制成管状而内部充加助焊剂,为了提高焊锡的性能,在优质松香中加入活性剂。焊料成分一般是含锡量 60 ~ 65 %的锡铅合金。焊锡丝直径有 0.5 、 0.8 、 0.9 、 1.0 、 1.2 、 1.5 、 2.0 、 2.3 、 2.5 、 3.0 、 4.0 、 5.0mm ,等。 2 .焊剂(助焊剂): 用于清除氧化膜,保证焊锡浸润的一种化学剂。 ( 1 ) 助焊剂的作用: 除去氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同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。防止再次氧化。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。助焊剂在熔化后,漂浮在焊料表面,形成隔离层,因而防止焊接面的氧化。减小表面张力。增加焊锡的流动性,有助于焊锡浸润。使焊点美观。助焊剂具备控制含锡量,整理焊点形状,保持焊点表面光泽的作用。 ( 2 ) 对于助焊剂的要求: 熔点应低于焊锡,加热过程中热稳定性好。浸润金属表面能力强。并应有较强的破坏金属表面氧化膜层的能力。它的各组成成分不与焊料或金属反应,无腐蚀性,呈中性,不易吸湿。 易于清洗去除。 ( 3 ) 助焊剂的分类及应用: 分类: 应用:无机类的焊剂活性最强,常温下能除去金属表面的氧化膜,但这种强腐蚀性作用很容易损伤金属及焊点,电子焊接中是不用的。这种焊剂用机油乳化后,制成一种膏状物质,称焊油。虽然活性很强,焊后可用溶剂清洗,但很难清除象导线绝缘皮内,元器件根部等溶剂难以到达的部位。因此除非特别允许,一般电子焊接中不使用该焊剂。有机焊剂中酸、卤素胺类虽然有较好的助焊作用,但是也有一定的腐蚀性,残渣不易清理,且挥发物对操作者有害。松脂的主要成分时松香酸和松香脂酸酐。在常温中几乎没有任何化学活力,呈中性,而当加热到熔化时,表现为酸性。可与金属氧化膜发生化学反应,变成化合物而悬浮在液态焊锡表面,也起到焊锡表面不被氧化的作用,同时能降低液态焊锡表面张力,增加它的流动性。焊接完成恢复常温后,松香又变成稳定的固体,无腐蚀,绝缘性强,经常使用松香溶于酒精制成的“松香水”,松香同酒精的比例一般以 1 : 3 为宜。在松香水中加入活化剂,如三乙醇胺,可增加它的活性,只是在浸焊或波峰焊的情况下才使用。应该注意,松香反复加热后会产生炭化而失效,因此发黑的松香是不起作用的。现在出现一种新型焊剂——氢化松香,它由松脂中提炼而成。其特点是在常温下性能比普通松香稳定,加热后酸价高于普通松香,因而有更强的助焊作用。 三、 锡焊机理与条件 锡焊就是将熔点比焊件(如铜引线,印制电路板的铜箔)低的焊料(锡铅合金),焊剂(松香)和焊件共同加热到一定的锡焊温度(约 280 ~ 360 ),在焊件不熔化的情况下,焊料熔化并浸润焊件表面,依靠二者的扩散,在冷却之后,形成焊件的连接。 1、锡焊机理 锡焊的过程是将焊料、焊件、焊剂在焊接热的作用下所发生的相互间物理—化学作用的过程。从工艺角度来看焊锡过程有三个阶段: ( 1 ) 预热焊件和焊料的结合面 ( 2 ) 熔融焊料并在助焊剂的作用下,填入焊件缝隙,与之发生反应,扩散而形成界面合金薄层。 ( 3 ) 焊料冷却,结晶,把焊件“粘连”在一起,形成接头。 上述三个阶段没有明显的界限,而是紧密联系在一起的一个完整过程。其机理就是焊件通过焊料结合起来的物理—化学过程。 a) 浸润:锡焊第一个阶段就是熔化的焊料在固体金属表面充分漫流后,产生润湿,称浸润。干净清洁的金属表面看来是光滑的,实际上用显微镜可以看出表面上有很多的凹凸不平的晶粒界面和伤痕。熔融的焊料沿着凹凸与伤痕就产生了毛细管力,引起润湿漫流。焊剂的作用是用于溶解氧化物,或者生成氢气、水蒸气和其它化合物,清洁并活化固体表面,减少熔融焊料金属表面张力进一步改善熔融金属对固体金属表面的润湿和亲合性。在锡焊中,焊件与熔融状态的焊料的接触角度可以表示润湿与否和润湿的好坏。一般把此接触角度称为润湿角,用“ Q ”表示。 Q 小于 90 °,一般取在 20 °左右,称为润湿良好,焊接性能好。 Q 大于 90 °和 Q 等于 90 °称为不润湿或润湿不足,在焊接技术是不允许的,焊料容易被清除掉而不留痕迹。在焊接前常用焊料金属润湿焊件金属表面,预涂锡可以使焊件表面获得保护膜,使焊接时两个相邻焊接面更牢固的结合。 b) 扩散作用和合金效应: 浸润现象同时产生的还有焊料对固体金属的扩散作用,在固体金属和焊料的边界形成一层金属化合物层,即合金层。其成分和厚度取决于焊件、焊料之间的金属性质,焊剂的物理化学性质、焊接的工艺条件,这里工艺条件指的是焊接温度,时间,焊接界面压力等。由于扩散作用形成合金层的物理化学过程,称为合金效应。如果是锡焊铜,其界面合金层为 Cu 6 Sn 5 、 Cu 3 Sn 、 Cu 31 Sn 8 ,厚度为 3 ~ 10mm 。理想的焊锡接头,在结构上应该有极薄而比较严密的合金层,否则出现虚焊、假焊现象。 2、锡焊的条件 1 )焊件必须具有充分的可焊性。并非所有的金属都具有良好的可焊性,如铬、钼、钨等。可焊性非常差,即使一些容易焊的金属,如紫铜、黄铜等,因为表面容易产生氧化膜,为了提高可焊性,须采用表面镀锡、镀银等措施。 2 )焊接表面清洁:进行焊接前,焊件表面的任何油污,杂质和氧化膜必须清除,否则难以保证焊接质量。 3 )采用合适的焊剂:焊剂的作用是清除焊件表面的氧化膜并且减小焊料融化后的表面张力,以利润湿。不同焊件、不同焊接工艺选择不同的焊剂,如镍铬合金、不锈钢、铝等材料,没有专用的特殊焊剂是很难实现焊接的。 4 )加热到适当的温度: 加热过程中,不但将焊锡加热熔化,而且将焊件加热到熔化焊锡的温度。只有在足够高的温度下(手工烙铁焊接温度 280 ~ 360 ),焊料才能充分浸润,并充分扩散形成合金结合层。但过高的温度是有害的。 四、手工焊接技术的基本要领 长期从事电子产品生产的人们总结了焊接的四要素:即材料、工具方式方法和操作者,最主要的是人的技能,对被学者来讲,即要掌握焊接理论知识,又要熟练的操作技能,才能确保焊接质量。 1、握持方法 (1)焊锡丝的拿法:经常使用烙铁进行锡焊的人,是把成卷的焊锡拉直,然后截成一尺长左右的一段。焊锡丝有两种拿法:连续焊接的时候,用左手的拇指、小指和食指夹住焊锡丝,另外两个手指配合,就能把焊锡丝连续向前送进。断续焊接的时候,只用拇指和食指拿住焊丝送锡,不能连续送。 (2) 电烙铁的握法: 三种形式: a. 反握法:用整只手握紧烙铁,虎口靠近导线,拳眼靠近烙铁头。一般在操作台上焊接印刷板等焊件使用这种握法。 b. 正握法:四指握住烙铁,大拇指压在烙铁柄上,指向烙铁头方向,拳眼靠近导线。这种握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。 c. 握笔法:手形类似握笔。这种方法动作稳定,长时间操作不易疲劳,适于大功率烙铁的操作。 2、焊接时注意事项 a .焊剂加热挥发出的化学物质是对人体有害的,一般烙铁离开鼻子的距离至少不要少于 20cm ,通常以 30cm 为宜。 b .电烙铁用后一定要稳妥的放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁。 c .由于焊锡丝成分中,含有铅类重金属,因此操作时戴手套或操作后洗手,避免食入。 3、焊接操作基本步骤 下面介绍五步操作如下图所示: 1 。准备:烙铁头和焊锡丝靠近,处于随时可以焊接的状态,同时认准位置。 2 .加热焊件:烙铁头放在焊件上进行加热。 3 .熔化焊锡:焊锡丝放在焊件上,熔化适量的焊锡。 4 .移开焊锡:熔化适量的焊锡后迅速移开焊锡丝。 5 .移开烙铁:焊锡浸润焊盘或焊件的施焊部位后,移开烙铁。注意移开烙铁的速度和方向。 上述的五步可以用数数的方法控制时间,即烙铁接触焊点后数一二(约两秒),送入焊锡丝后数三四,即移开烙铁。对于热容量较小的焊件,如:印制板与较细导线的连接,可以用三步法。 如上图所示: 1 .准备:烙铁头和焊锡丝靠近,处于随时可以焊接的状态,同时认准位置。 2 .加热焊件,熔化焊锡:烙铁头同时加热焊件和焊锡,熔化适量焊锡。 3 .移开焊锡丝,移开烙铁。 上述三个步骤整个过程 2 ~ 4 秒内完成,各步时间的控制,时序的准备掌握,动作协调熟练,这些都是通过实践解决的。 五、 印制电路板安装与焊接 印制电路板的装焊在整个电子产品制造中处于核心的地位,可以说一个整机产品的“精华”部分都装在印制板上,其质量对整机产品的影响是不言而喻的。尽管在现代生产中印制板的装焊已经日臻完善,实现了自动化,但在产品研制,维修领域主要还是手工操作;况且手工操作经验也是自动化获得成功的基础。 1. 印制板和元器件检查 装配前应对印制板和元器件进行检查, 内容主要包括 a) 印制板:图形,孔位及孔径是否符合图纸,有无断线,缺孔等,表面处理是否合格,有无污染或变质。另外,在实验室也常用雕刻板,雕刻板都检查尤其要注重检查刻槽是否过窄,是否残留有铜丝,焊盘是否脱落,孔是否钻穿,孔的大小是否合适等。 b) 元器件:品种,规格及外封装是否与图纸吻合,元器件引线有无氧化,锈蚀。 对于要求较高的产品,还应注意操作时的条件,如手汗影响锡焊性能,腐蚀印制板,使用的工具如改锥,钳子碰上印制板会划伤铜箔,橡胶板中的硫化物会使金属变质等。   2. 元器件引线成型 如图一所示,是印制板上装配元器件的部分实例,其中大部分需在装插前弯曲成型。弯曲成型的要求取决于元器件本身的封装外形和印制板上的安装位置,有时也因整个印制板安装空间限定元件安装位置。   元器件引线成型要注意以下几点: (1) 所有元器件引线均不得从根部弯曲。因为制造工艺上的原因,根部容易折断。一般应留1.5mm以上(图二)。   (2) 弯曲一般不要成死角,圆弧半径应大于引线直径的1-2倍。 (3) 要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置,如图三所示。  3. 元器件插装 (1)贴板与悬空插装 如图四(a)所示,贴板插装稳定性好,插装简单;但不利于散热,且对某些安装位置不适应。悬空插装,适应范围广,有利散热,但插装较复杂,需控制一定高度以保持美观一致。如图四(b)所示,悬空高度一般取2~6mm。  插装时具体要求应首先保证图纸中安装工艺要求,其次按实际安装位置确定。一般无特殊要求时,只要位置允许,采用贴板安装较为常用。 (2)安装时应注意元器件字符标记方向一致,容易读出,这也是一个良好的焊接习惯,但也最容易被忽略,起码在试验室我还没有发现有人有这个习惯。 图五所示安装方向是符合阅读习惯的方向。  (3)安装时不要用手直接碰元器件引线和印制板上铜箔。 (4)插装后为了固定可对引线进行折弯处理(图六),从个人经验,我推荐第三种方法。   4.焊接时的工序 应先焊较低的元件,后焊较高的和要求比较高的元件等。次序是:电阻、二极管、三极管、电容、其它元件等。晶体管装焊一般在其它元件焊好之后进行。要注意:在焊接晶体管时,焊接时间最好不超过 5 ~ 10S ,并使用钳子或镊子散热,防止烫坏管子。在焊接集成电路时,要掌握焊接时间,每个焊点最好用 3S 左右的时间焊好,最多不能超过 5S ,否则会损坏集成块。焊接集成电路插座时,必须按集成块的引线排列图焊好每个焊点。焊接结束时,检查有无漏焊,虚焊现象。检查时,可用镊子将每个元件脚轻轻一提,看是否动摇,若发现动,应重新焊好。 5. 印制电路板的焊接 焊接印制板,除遵循锡焊要领外,以下几点须特别注意: (1) 电烙铁,一般应选内热式20~35W或调温式,烙铁的温度不超过300℃的为宜。烙铁头形状应分局印制板焊盘大小采用凿形或锥形,目前印制板发展趋势是小型密集化,因此一般常用小型圆锥烙铁头。 (2) 加热方法,加热时应尽量使烙铁头同时接触印制板上铜箔和元器件引线(图七)。对较大的焊盘(直径大于5mm)焊接时可移动烙铁,即烙铁绕焊盘转动,以免长时间停留一点导致局部过热,如图八所示。  (3) 金属化孔(外送制版的基本都是双面板,双面板的插孔大多数都是金属化孔)的焊接,两层以上电路板的孔都要进行金属化处理。焊接时不仅要让焊料润湿焊盘,而且孔内也要润湿填充,如图九所示。因此金属化孔加热时间应长于单面板。  (4) 焊接时不要用烙铁头摩擦焊盘的方法增强焊料润湿性能,而要靠表面清理和预焊。 (5) 耐热性差的元器件应使用工具辅助散热(图十八)。 6. 焊后处理 (1) 剪去多余引线,注意不要对焊点施加剪切力以外的其他力。 (2) 检查印制板上所有元器件引线焊点 ,修补缺陷。 (3) 根据工艺要求选择清洗液清洗印制板。一般情况下使用松香焊剂后印制板不用清洗。 六、 导线焊接 导线焊接在电子产品装配中占有重要位置。实践中发现,出现故障的电子产品中,导线焊点的失效率高于印制电路板,有必要对导线的焊接工艺给予特别的重视。 1. 常用连接导线 电子装配常用导线有三类,如图十所示。  (1) 单股导线,绝缘层内只有一根导线,俗称“硬线”容易成形固定,常用于固定位置连接。漆包线也属此范围,只不过它的绝缘层不是塑胶,而是绝缘漆。 (2) 多股导线,绝缘层内有4~67根或更多的导线,俗称“软线”,使用最为广泛。 (3) 屏蔽线,在弱信号的传输中应用很广,同样结构的还有高频传输线,一般叫同轴电缆的导线。 2. 导线焊前处理 (1) 剥绝缘层 导线焊接前要除去末端绝缘层。拨出绝缘层可用普通工具或专用工具。大规模生产中有专用机械。 一般可用剥线钳或简易剥线器(图十一)。剥线器可用0.5~1mm厚度的黄铜片经弯曲固定在电烙铁上制成。使用它最大的好处是不会伤导线。   用剥线钳或普通偏口钳剥线时要注意对单股线不应伤及导线,多股线及屏蔽线不断线,否则将影响接头质量。 对多股线剥除绝缘层时注意将线芯拧成螺旋状,一般采用边拽边拧的方式,见图十二。 (2) 预焊 导线焊接,预焊是关键的步骤。尤其多股导线如果没预焊的处理,焊接质量很难保证。 导线的预焊又称为挂锡,方法同元器件引线预焊一样,但注意导线挂锡时要边上锡边旋转,旋转方向与拧合方向一致(参见图十二)。 多股导线挂锡要注意“烛心效应”,即焊锡浸入绝缘层内,造成软线变硬,容易导致接头故障(图十三)。   3. 导线焊接及末端处理 (1) 导线同接线端子的连接有三种基本形式 ① 绕焊  把经过上锡的导线断头再接线端子上缠一圈,用钳子拉紧缠牢后进行焊接。如图十四(b)。注意导线一定要紧贴端子表面,绝缘层不接触端子,一般L=1~3毫米为宜。这种连接可靠性最好。 ② 钩焊  将导线端子弯成钩形,钩在接线端子上并用钳子夹紧后施焊,如图十四(c),端头处理与绕焊相同。这种方法强度低于绕汗,单操作简便。 ③ 搭焊  把经过镀锡的导线搭到接线端子上施焊。如图十四(d)。这种连接最方便,但强度可靠性最差,仅用于临时连接或不便于缠,钩的地方以及某些接插件上。  (2) 导线与导线的连接 导线之间的连接以绕焊为主,见图十五,操作步骤如下: ① 去掉一定长度绝缘皮。 ② 端子上锡,并穿上合适套管(热缩管)。 ③ 绞合,施焊。 ④ 趁热套上套管,冷却后套管固定在接头处。   (3) 屏蔽线末端处理 屏蔽线或同轴电缆末端连接对象不同处理方法也不同。见图十六。表示末端与其他端子焊接时的处理方式,特别强调芯线和频蔽层的绞合及挂锡时的烛芯效应。热缩套管在加热到100℃以上时直径可缩小到1/2~1/3,是线端绝缘常用材料。同轴电缆和屏蔽线其他连接方法可参照处理,注意同轴电缆的芯线,一般都很细且线数少,无论采用何种连接方式均不应使芯线承受拉力。   七、 几种易损元器件的焊接 1. 铸塑元件的锡焊 各种有机材料,包括有机玻璃,聚氯乙烯,聚乙烯,酚醛树脂等材料,现在已被广泛用于电子元器件的制造,例如各种开关,插接件等。这些元件都是采用热铸塑方式制成的,它们最大弱点就是不能承受高温。当我们对铸塑在有机材料中的导体接点施焊时,如不注意控制加热时间,极容易造成塑性变形,导致元件失效或降低性能,造成隐性故障。图十七是一个常用的钮子开关由于焊接技术不当造成失效的例子。  其他类型铸塑制成的元件也有类似问题,因此, 这一类元件焊接时必须注意 (1) 在元件预处理时,尽量清理好接点,一次镀锡成功,不要反复镀,尤其将元件在锡窝中浸镀时,更要掌握好浸入深度及时间。 (2) 焊接时烙铁头要修整尖一些,焊接一个接点时不碰相邻接点。 (3) 镀锡及焊接时加助焊剂量要少,防止浸入电接触点。 (4) 烙铁头在任何方向均不要对接线片施加压力。 (5) 焊接时间,在保证润湿的情况线越短越好。实际操作时在焊件预焊良好时只需用挂上锡的烙铁头轻轻一点机壳。焊后不要在塑壳未冷却钳对焊点作牢固性试验。  2. 簧片类元件接点焊接 这类元件如继电器,波段开关等,它们共同特点时簧片制造时加预应力,使之产生适当弹力,保证点接触性能。如果安装施焊过程中对簧片施加外力,则破坏接触点的弹力,造成元件失效。  簧片类元件焊接要领 (1) 可靠的预焊。 (2) 加热时间要短。 (3) 不可对焊点任何方向加力。 (4) 焊锡量宜少。  3. FET及集成电路焊接 MOS FET 特别时绝缘栅极兴,由于输入阻抗很高,稍不慎即可能使内部击穿而失效。 双极性集成电路不像MOS集成电路那样骄气,但由于内部集成度高,通常管子隔离层都很薄,一旦受到过量的热液容易损坏。无论哪种电路都不能承受高于200℃的温度,因此焊接时必须 非常小心。    4. 瓷片电容,发光二极管,中周等元件地焊接 (1) 电路引线如果是镀金处理的,不要用刀割刮,只需酒精擦洗或绘图橡皮擦干净就可以了。 (2) 对CMOS电路如果实现已将各引线短路,焊前不要拿掉短路线。 (3) 焊接时间在保证润湿的前提下,尽可能短,一般不超过3秒。 (4) 使用烙铁最好是恒温230℃的烙铁;也可用20瓦内热式,接地线应保证接触良好。若用外热式,最好采用烙铁断电用余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。 (5) 工作台上如果铺有橡皮,塑料等易于积累静电材料,MOS集成电路芯片及印制电路板不宜放在台面上。 (6) 烙铁头应修整窄一些,使焊一个端点时不会碰相邻端点。所用烙铁功率内热式不超过20瓦,外热式不超过30瓦。 (7) 集成电路若不使用插座,直接焊到印制板上 ,安全焊接顺序为地端-输出端-电源端-输入端。 这类元器件爱你地共同弱点就是加热时间过场就会失效,其中瓷片电容,中周等元件是内部接点开焊,发光管则管芯损坏。焊接前一低功能要处理好焊点,施焊时强调一个“快”字。采用辅助散热措施(图十八)可避免过热失效。   八、 几种典型焊点的焊法 在实际操作中,会遇上各种难焊点,下面介绍几种典型焊点的操作方法。 1. 片状焊件地焊接法 片状焊件在实际中用途最广,例如接线焊片,电位器接线片,耳机和电源插座等,这类焊件一般都有焊线孔。往焊片上焊接导线和元器件时要先将焊片,导线都上锡,焊片的孔不要堵死,将导线穿过焊孔并弯曲成钩形,具体步骤见图十九。切记不要只用烙铁头沾上锡,在焊件上堆成一个焊点,这样很容易造成虚焊。  如果焊片上焊的是多股导线,最好用套管将焊点套上,这样既保护焊点不易和其他部位短路,又能保护多股导线不容易断开。 2. 槽形,板形,柱形焊点焊接方法 种类焊件一般没有供缠线的焊孔,其连接方法可用绕,钩,搭接,但对某些重要部位,例如电源线等处,应尽量采用缠线固定后焊接的办法。其中槽形,板形主要用于插接件上,板形,柱形则见于变压器等元件上。其焊接要点同焊片类相同,焊点搭接情况及焊点剖面如图二十。   这类焊点,每个接点一般仅接一根导线,一般都应套上塑料套管。注意套管尺寸要合适,应在焊点未完全冷却前趁热套入,套入后不能自行滑出为好。 3. 杯形焊件焊接法 这类接头多见于接线柱和接插件,一般尺寸较大,如焊接时间不足,容易造成虚焊。这种焊件一般是和多股导线连接,焊前应对导线进行镀锡处理。操作方法见图二十一。  在图二十一中: (1)往杯形孔内滴一滴焊剂,若孔较大用脱脂棉蘸焊剂在杯内均匀擦一层。 (2)用烙铁加热并将锡融化,靠浸润作用流满内孔。 (3)将导线垂直插入到底部,移开烙铁并保持到凝固,注意导线不可动。 (4)完全凝固后立即套上套管。 4. 在金属板上焊导线 将导线焊到金属板上,关键是往板上镀锡。一般金属板表面积大,吸热多而散热快,要用功率较大的烙铁,根据板的厚度和面积选用50瓦到300瓦的烙铁。若板厚为0.3mm以下时也可用20瓦烙铁,只是要增加焊接时间。 紫铜,黄铜,镀锌板等都很容易镀上锡,只要表面清洁干净,少量焊剂,就可以镀上锡了。如果要使焊点更牢靠,可以先在焊区用力划出一些刀痕再镀锡。 有些表面有镀层的铁板,不容易上锡,因为这种焊件容易清洗,也可使用少量焊油。 铝板因为表面氧化层生成很快,且不能被焊锡浸润,一般方法很难镀上焊锡。但铝及其合金本身却是容易“吃锡”的,因而镀锡的关键是破坏氧化层。如少量焊接时可采用图二十二的方法,先用刀刮干净待旱面立即加少量焊剂,然后用烙铁头适当用力在板上作圆周运动,同时将焊锡熔化一部分在待焊区,这样靠烙铁头破坏氧化层并不断将锡镀到铝板上。镀上锡后焊线就比较容易了。也可以使用酸性助焊剂如焊油,只是焊后要及时清洗干净。如果批量生产应使用专用铝焊剂。   九、焊点的质量检查 首先可以从外观上检查。看焊点是不是饱满,润湿是否良好,是否圆滑而无毛刺,有没有漏焊、虚焊。焊料应该润湿整个焊盘,均匀散开,以引线为中心成裙形。焊料应该填满整个焊缝,不应该有空洞、气孔或者松香颗粒留存在焊点上。不应该有拉尖存在,这是因为烙铁离开的方向和角度不正确。其次用手晃动看看有没有引线活动,主要看那些看上去比较虚的焊点是不是确实不牢固。对于晃动的焊点要用吸锡器拆除重焊。然后通电检查,在通电之前必须检查连线是否无误。这样可以发现很多看不见的微小错误。比如桥接、内部虚焊等。焊接质量的掌握需要在长期的操作实践中总结经验,练习技巧。 上图左是一个标准焊点的照片,右图是一个虚焊点。 下面是一些有问题的焊点。 十、 拆焊 调试和维修中常需要更换一些元器件,如果方法不得当,就会破坏印制电路板,也会使换下而并没失效的元器件无法重新使用。 一般电阻,电容,晶体管等管脚不多,且每个引线可相对活动的元器件可用烙铁直接解焊。如图二十三,印制板竖起来夹住,一边用烙铁加热待拆元件的焊点,一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引线轻轻拉出。  重新焊接时需先用锥子将焊孔在加热熔化焊锡的情况下扎通,需要指出的是这种方法不宜在一个焊点上多次用,因为印制导线和焊盘经反复加热后很容易脱落,造成印制板损坏。在可能多次更换的情况下可用图二十四所示的方法。  当需要拆下多个焊点且引线较硬的元器件时,以上方法就不行了,例如要拆下如图二十五所示多线插座。一般有以下三种方法: 1. 采用专用工具。如图二十五采用专用烙铁头,一次可将所有焊点加热熔化取出插座。这种方法速度快,但需要制作专用工具,需较大功率的烙铁,同时解焊后,焊孔很容易堵死,重新焊接时还需清理。显然这种方法对于不同的元器件需要不同种类的专用工具,有时并不是很方便的。   2. 采用吸锡烙铁或吸锡器。这种工具对拆焊时很有用的,既可以拆下待换的元件,又可同时不使焊孔堵塞,而且不受元器件种类限制。但它须逐个焊点除锡,效率不高,而且须即时排除吸入的焊锡。 3. 利用铜丝编织的屏蔽线电缆或较粗的多股导线,用为吸锡材料。将吸锡材料浸上松香水贴到待拆焊点上,用烙铁头加热吸锡材料,通过吸锡材料将热传到焊点熔化焊锡。熔化的焊锡沿吸锡材料上升,将焊点拆开(图二十六)。这种方法简便易行,且不易烫坏印制板。在没有专用工具和吸锡烙铁时不失为行之有效的一种方法。  十一、表面安装元件(贴片元件)的手工拆焊与焊接技术 操作时一般电路板的地线要接地,电烙铁要接地线,仪器仪表要接地线,操作者要戴防静电腕带。拆焊与焊接时电路板要处理的一面向上放平,另一面与桌面最好有一定的距离以利于底面的散热,用专用电路板支架更好。热风枪的热气流一般情况下要垂直于电路板。如果处理的元件旁边或另一面有耐热差的元件,对于焊接在板上的,如振铃器、连接器、SIM卡座、涤纶电容和备用电池等,可以用薄金属片、胶带或纸条挡住热气流,还可以使热气流适度倾斜,对于键盘膜片、液晶显示器及塑料支架等可以直接取下的要取下。热风枪嘴与电路板的距离一般在1~2厘米。如果焊点焊锡太少要用烙铁往上带锡,不要将焊锡丝放到焊点上用烙铁加热的方法加锡,以免焊锡过多引起连锡。焊点表面要光亮圆滑,焊锡不要过多过少,一般保证焊锡表面不上凸略下凹即可(如图)。如果烙铁头氧化不挂锡要用专用的湿泡沫塑料或湿的餐巾纸擦净,不要用刀刮或用锉锉,也不要将烙铁头直接放进焊油盒接触焊油。焊接可以在显微镜或放大镜下进行,焊完后还要在显微镜或放大镜下检查有无虚焊和连锡,检查有焊片的焊点时可以在显微镜或放大镜下用针小心拨动确认有无虚焊。如果焊点无论是电路板上的还是元件上的表面已经腐蚀变黑,要用针或小刀刮出金属光亮面,放上松香小颗粒或涂少量焊油用烙铁加热镀锡,再补焊或焊接。   1.电阻   电阻一般耐高温性能较好,一般用热风枪拆焊与焊接。温度高低影响不大,但温度不要太高时间不要太长,以免损坏相邻元件或使电路板的另一面的元件脱落。风量不要太大,以免吹跑元件或使相邻元件移位。拆焊时,调好热风枪的温度和风量,尽量使热气流垂直于电路板并对正要拆的电阻加热,手拿镊子在电阻旁等候,当电阻两端的焊锡融化时,迅速用镊子从电阻的两侧面夹住取下,注意不要碰到相邻元件以免使其移位。焊接时,要在焊点涂上极少量的焊油,然后用镊子夹住电阻的侧面压在焊点上,用热风枪加热,当焊锡融化后热风枪撤离,焊锡凝固后镊子松开撤离即可。如果与焊点对的不正可以在锡融化的状态下拨正。电阻的焊接一般不要用电烙铁,用电烙铁焊接时由于两个焊点的焊锡不能同时融化可能焊斜,另一方面焊第二个焊点时由于第一个焊点已经焊好如果下压第二个焊点会损坏电阻或第一个焊点。补焊时要在两焊点处涂少量焊油(以焊完后能蒸发完为准),用热风枪加热补焊或用烙铁分别加热两个焊点补焊,对于体积特别小的电阻,用烙铁加热一端时另一端也会融化用针或镊子略下压即可补焊好。   2.电容   对于普通电容(表面颜色为灰色、棕色、土黄色、淡紫色和白色等),拆焊、焊接和补焊与电阻相同。对于上表面为银灰色侧面为多层深灰色的涤纶电容和其他不耐高温的电容,不要用热风枪处理,以免损坏。拆焊这类电容时要用两个电烙铁同时加热两个焊点使焊锡融化,在焊点融化状态下用烙铁尖向侧面拨动使焊点脱离,然后用镊子取下。焊接这类电容时先在电路板两个焊点上涂上少量焊油,用烙铁加热焊点,当焊锡融化时迅速移开烙铁,这样可以使焊点光滑。然后用镊子夹住电容放正并下压,再用电烙铁加热一端焊好,然后用烙铁加热另一个焊点焊好,这时不要再下压电容以免损坏第一个焊点。这样分别焊接一般不正,如果要焊正,可以将电路板上的焊点用吸锡线将锡吸净,再分别焊接,如果焊锡少可以用烙铁尖从焊锡丝上带一点锡补上,体积小的不要把焊锡丝放到焊点上用烙铁加热取锡,以免焊锡过多引起连锡。对于黑色和黄色塑封的电解电容也可以和电阻一样处理,但温度不要过高,加热时间也不要过长。塑封的电解电容有时边角加热变色,但一般不影响使用。对于鲜红色的两端为焊点的扁形电解电容更要注意不要过热。   3.电感   两端为焊点的电感拆焊、焊接和补焊与电阻相同。塑封的电感也要注意不要过热。   4.二极管、三极管、场效应管和引线较少的集成电路   这类元件耐热较差,加热时注意温度不要过高,时间不要过长。拆焊时,用热风枪垂直于电路板均匀加热,焊锡融化时迅速用镊子取下,体积稍大的镊子对热风阻挡作用不大可以用镊子夹住元件并略向上提,同时用热风枪加热,当焊点焊锡刚一融化时即可分离。取下前注意记住元件的方向,必要时要标在图上。焊接时,在电路板相应焊点上涂少量焊油,用烙铁逐条加热焊点并由内向外移动,使每个焊点光滑,即使有毛刺也在外侧。将元件放好与焊点对齐,由于焊点有圆滑锡点元件容易滑向侧面,所以对引线时要注意。用镊子夹住对正后用热风枪加热焊接。还可以用烙铁焊接,用烙铁焊接时同样也是先将引线对正,用烙铁尖逐条下压元件引线焊点正上方加热焊接,注意不要压歪,引线较多的
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